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Tese definitiva01

1. AMMOnNZMN Figura 3 3 Estrutura b sica simplificada de um agente reactivo Wooldridge 2002 Na Figura anterior podemos observar o comportamento de um robot em explora o aut noma O agente reactivo controla os movimentos em fun o da informa o sensorial que possui De acordo com Rocha et al 2008 um conjunto de regras deve representar o conhecimento sobre os relacionamentos do ambiente e adequar se resolu o de problemas utilizando o conte do das regras Podemos representar um conhecimento adquirido de duas formas e Tipo declarativo O conhecimento definido e est bem especificado enquanto que a sua interpreta o n o definida e Representa o de procedimentos As informa es de controlo necess rias ao uso do conhecimento dispon vel est o dispon veis no pr prio conhecimento Para utilizar este tipo de representa o necess ria tamb m a utiliza o de instru es especificas sobre a informa o estruturadas sob a forma de dados contidos no conhecimento 25 Algumas das grandes vantagens na sua utiliza o est o relacionadas com os seguintes factores A dimens o do problema ser demasiado elevada para ser resolvida por apenas um agente Permitir a manuten o entre m ltiplos sistemas legados onde a manuten o do c digo gen tico deixou de ser poss vel Por exemplo quando se substitui um equipamento ou sistema por outro semelhante mas com
2. 23 3 1 2 Sistemas multiagente do tipo reactivo eee eeeeeeeeeeeesteeeesteeeenaeeeeees 24 3 1 3 Sistemas DibridoS 522s voice eocaseehised tele rerni iniiis iir raias 27 3 2 Com nica o em MAStro e ci oee Parou saia has aioa 27 3 2 1 Arquitecturas do sistema de comunica o 29 COAT A SAR E E O E A E AOAN 33 TIC AFC Oy oo Fas IR Do O i Se T E CR 33 Al Introdu o L gica JUZIY Sa RANA 33 4 2 A import ncia da l gica fuzzy na ind stria moderna Exemplos de APlICAC O scu na Rg ORA CD as age ag eu eee tera eee 34 4 3 Conceito de Grupos fuzzy fuzzy SCLS ccesecccesececssncecssececsseceesseceestcceeseeeeees 35 4 4 Opera es e fun es fuzzy mais relevantes ccceeee cence eee e ees 36 4 4 1 Propriedades dos grupos UZZy cccesceessecsseceseceeeeessecsseeeseeeeaeeesaeenes 38 4 3 UZANI CAC AU sas rapa e Megat lation ep ias a nad aie nds ea 38 AGM OULG alfaia e eE Mactan som Rustencta en TAE PES A 39 A J Rela es entre grupos fUZZY sssseseseesesseisseseeesetsseseresetstsrrssresreserssresseseeesreses 40 Capitulo Sn n vals le aa ess Ps E EE nn E a rae EE 43 Caso tle CSTUGO sire Geol ace ee Meee EE ee eh cade tl ns 43 De CONSIGETACOES CET AIS a quan UNOS R hostesses 43 5 2 Periodicidade de manuten o dos constituintes fundamentais da UTA 46 APUG Oq ciseccas caio e ni Soo Rd RAD A dC cad a 50 Proposta de sistema de monitoriza o de falhas rre 50 6 1 Arquitectura do
3. 6 Pp CN IRS Wie ini o 6 od 2 Soares er ND RR shee tert net errsenneterte RD SRU eo EUR GRE ER RR 7 2 1 1 2 Indicadores e KPI s com interesse em contexto proactivo 7 2 2 Tipos de manuten o comuns em AVAC 7 2 2 1 Manuten o correctiva em equipamentos AVAC sssssssssesssesssseeessee 8 2 2 2 Manuten o Preventiva de equipamentos AVAC ssssssssssesssessssseseee 9 2 2 2 1 Manuten o preventiva sistem tica de equipamentos AV AC SE PE E A Odd sai OTE 10 2 2 2 2 Manuten o preventiva condicional em equipamentos AVAC SE pe dl Sp E da E E dt 11 2 2 3 Manuten o preditiva em equipamentos AVAC 11 2 3 Avalia o da capacidade operacional de equipamentos sistemas 12 iv 2 4 Opera es de manuten o frequentes em equipamentos electromec nicos PARANA O qui nina cao asa nte a as acs qa io E garras 13 2 5 A import ncia da proactividade na manuten o de equipamentos ClECHFOMECANICOS nas onien enaa a a pondsells tao a er encewsol 2 5 1 Filosofia de gest o subjacente manuten o proactiva 16 Capul as si ce cea tecetest acct aman eatetatuncenntenatheat DEDERE NE Se O DER cconedeaetietunctoten Ne USA DEC RR 21 Sistemas NVA WANG AS TRU a Say hice sete taal sss i ada stay Sasa de ig Gs Dea 21 3 1 Sistemas multiagente comportamentos envolventes 21 3 1 1 Sistemas multiagente do tipo cognitivo deliberativo
4. es est o disposi o das equipas de manuten o que funcionam muitas vezes em regime de subcontrata o onde as interven es se revelam espor dicas e de qualidade duvidosa sobretudo em pequenas e m dias instala es Este tipo de manuten o tem in meras vantagens em rela o manuten o correctiva tais como e Diminui o das interven es correctivas com a consequente redu o do seu custo e Diminui o impl cita da ocorr ncia de anomalias suscept veis de acontecerem nos momentos mais cr ticos e Um aumento substancial da taxa de utiliza o dos equipamentos o que se traduz numa enorme mais valia 2 2 2 1 Manuten o preventiva sistem tica de equipamentos AVAC o tipo de manuten o efectuada periodicamente em fun o do cumprimento de um planeamento pr determinado onde o factor determinante pode ser o tempo de uma forma gen rica de vida til de determinados componentes o n mero de horas trabalhadas ou qualidade do ar interior requerida entre outros O planeamento das interven es estruturado com a entrada em funcionamento da instala o ou equipamento novo ou depois de sujeito a uma revis o geral ou parcial o m todo que se aplica normalmente depois de conhecer de antem o as leis de degrada o dos materiais equipamentos ou o seu MTBF tempo m dio entre a ocorr ncia de avarias Utiliza se sobretudo em equipamentos com custos de avaria elevados ou a operar em cond
5. A proactividade conferida pelo agente permite optimizar interven es realizando trabalhos que se tenham vindo a revelar de alguma prioridade bastando para isso que num intervalo temporal pr definido tenham existido dois ou mais alertas de seguran a acerca dos quais se tenha determinado com sucesso o diagn stico Torna se poss vel a optimiza o de qualquer interven o visto que conhecemos partida as tend ncias do sistema 7 6 Registo de interven es confirma o de anomalias e quadros de apoio De cada vez que o agente detecta uma falha anomalia o tempo de interven o para a correc o desta deve ser equacionado de acordo com a severidade presum vel da mesma Caso se confirme a n o transitoriedade da ocorr ncia ou seja os valores an malos demonstrem uma tend ncia para se manterem ent o pode e deve certamente ser urgente intervir Caso contr rio um epis dio isolado pode n o ser sin nimo de anomalia ou tend ncia declarada O respons vel humano deve tamb m possuir o bom senso suficiente e a experi ncia necess ria para poder avalizar acerca do tipo de interven o a efectuar Os quadros de apoio do Anexo VI fornecem indica es preciosas acerca das ac es a levar a cabo mediante as condi es verificadas e 89 delibera es do agente permitindo uma decis o partilhada entre agente humano e agente inform tico caso se opte por este tipo de pol tica como exemplifica a Figura 7 1 CAN T YOU
6. IVLAOB ITQ ca 5 0 0 o0 0 oO 4 ITQ IVLVCE ITQ C25 5 0 0 0 0 0 4 ITQ IVL VCE ITQ C26 5 0 0 0 0 0 4 ITQ IVL VCE ITQ Tabela 4 VI 1 Decis o ponderada proactiva Interven o imediata x Inspec o c Interven o n o imediata INVERNO 143 CONDI O STOP VENTILADOR VENTILADOR mee REGISTO DE ALARME ALARME Output Output UTA INSUFLACAO RETORNO AR NOVO EXAUSTAO PRORIDADE PRIORIDADE mant m se mant m se MEDIA ALTA 0 a 10 min 10min a2h 0 co 0 0 0 0 0 0 ci 0 1 0 1 1 3 0 IVL IOB c2 0 1 0 2 1 3 0 IVL IOB C3 0 1 2 2 0 0 4 IVL VCE c4 0 0 1 o o o 4 IVL VCE cs o 0 0 2 2d 0o 4 IVL VCE C6 0 1 1 0 0 3 0 IVL IOB C7 5 0 0 0 0 0 4 ITQ IVL VCE cs 0 1 1 2 1 3 0 IVL IOB C9 0 1 1 1 1 3 0 IVL IOB C10 0 1 1 0 0 3 0 IVL IOB cm o 1 1 o o 3 0 IVL IOB ci2 0 1 1 2 3 0 IVL IOB c13 5 0 0 0 oO 0o 4 ITQ IVL VCE C14 0 1 1 0 1 3 4 IVL VCE C15 0 1 1 2 1 3 0 IVL IOB C16 0 1 1 1 1 3 0 IVL IOB C17 0 1 1 2 0 3 0 IVL IOB C18 0 1 1 2 1 3 0 IVL IOB c19 0 2 2 Lo a 414 3 0 IVL IOB c20 0 1 1 Po a 1 0o 4 IVL VCE c21 0 1 1 2 o o 4 IVL VCE C22 0 1 1 1 1 3 4 IVL VCE C23 0 2 2 1 1 3 0 IVL IOB C24 5 0 0 0 0 0 4 ITQ IVL VCE C25 5 0 0 0 0 0 4 ITQ IVL VCE C26 5 0 0 0 0 0 4 ITQ IVL VCE a mma Output mant m se 2h a 12h ITQ ITQ ITQ ITQ ITQ IT
7. desvio de um valor em rela o ao outro Este desvio como bvio s pode assumir valores reais inteiros 74 Simula o das condi es de sec o de ar novo Nesta zona do simulador simulam se as temperaturas exteriores em jogo ou atrav s de um bot o do tipo Knobb ou em alternativa atrav s de um indicador num rico Um man metro permite nos tal como anteriormente uma visualiza o r pida destes valores A Figura seguinte ilustra bem esta situa o TERM METRO TEMP EXTERIOR SIMULADOR TEMPERATURA EXTERIOR SINTONIA FINA P ex Erri Figura 6 14 Simulador de Temperatura exterior Simula o das condi es de sec o de retorno A semelhan a do que acontece na sec o de mistura o procedimento aqui o mesmo A Figura 6 15 ilustra tamb m esta parte do simulador TERM METRO TEMP RETORNO 2 SIMULADOR TEMPERATURA MEDIDA P SENSOR SEC O RETORNO TERM METRO TEMP TEMPERATURA SET POINT ESPERADA 2 SET POINT ESPERADA SEC O RETORNO 2 Figura 6 15 Simulador de Temperatura da sec o de retorno 75 Pode se observar de seguida na Figura 6 16 o aspecto do diagrama de blocos completo do agente Figura 6 16 Diagrama de blocos completo do agente A Figura seguinte ilustra o ciclo que nos permite obter temperaturas de mistura simuladas coerentes com as temperaturas de retorno e a
8. gua quente e fria e respectivos Delta T Comandos electromec nicos de selec o de temperaturas sondas exteriores ligadas UTA valvularia ou controladores exteriores ao sistema e ITQ Aconselhada interven o de um t cnico qualificado 142 CONDI O STOP VENTILADOR VENTILADOR REGISTO REGISTO DE Output Output Output UTA INSUFLA O RETORNO DE EXAUST O PRORIDADE PRIORIDADE mant m se mant m se mant m Inspector AR NOVO 0 a 10 min 10min a2h se 2h al2h co 0 0 0 0 0 0 0 C1 0 1 1 0 0 3 0 IVL IOB ITQ C2 o 0 0 2 1 oO 4 IVL VCE ITQ C3 0 2 1 0 0 3 0 IVL IOB ITQ C4 0 1 0 1 1 3 0 IVL IOB ITQ cS o 1 0 2 1 3 o0 IVLAOB ITQ co 0 1 0 2 2 3 o0 IVLOB ITQ C7 0 1 1 1 1 0 4 IVL VCE ITQ cs 0 1 1 2 1 3 0 IVLIOB ITQ C9 0 1 1 1 1 3 0 IVL IOB ITQ C10 0 0 0 1 1 3 0 IVL IOB ITQ CH 0 1 0 oOo 1 3 o0 IVLOB ITQ ci2 0 0 0 2 1 oO 4 IVL VCE ITQ C13 5 0 0 0 0 0 4 ITQ IVL VCE ITQ C14 0 0 0 1 0 0 4 IVL VCE ITQ C15 0 1 1 2 1 3 0 IVL IOB ITQ C16 0 0 1 1 0 3 0 IVL IOB ITQ ci7 o 1 2 1 0 3 0 IVLIOB ITQ cis 0 1 2 1 1 3 o0 IVLAOB ITQ C29 0 0 2 1 0 3 0 IVLIOB ITQ C20 0 0 1 1 0 3 0 IVLIOB ITQ C21 5 0 0 0 0 0 4 ITQ IVL VCE ITQ C22 0 0 0 0 1 3 0 IVL IOB ITQ C23 0 0 1 1 0 3 o0
9. maior detalhe e vice versa suponha se um sinal de temperatura com significado para um determinado intervalo e margem de erro o A facilidade com que os agentes operam entre si facilita o estudo da IA e comportamentos sociais 3 1 3 Agentes hibridos Como o pr prio nome indica combinam a arquitectura dos sistemas cognitivos e reactivos tentando categorizar as funcionalidades do agente em camadas dispostas hierarquicamente Possuem uma arquitectura estruturada em n veis ou camadas 3 2 Comunica o em MAS A comunica o entre entidades computacionais um dos problemas mais importantes das ci ncias da computa o A rea dos MAS trata a comunica o a um n vel bastante mais elevado do que em qualquer outra rea Linguagem de alto n vel bastante pr xima da linguagem utilizada por humanos normalmente utilizada Para al m disso um agente deliberativo ou h brido possui uma representa o interna do seu ambiente conhecimento e capacidade de raciocionar que se baseia no seu pr prio conhecimento com origem nas suas percep es em cada instante pode decidir sobre a melhor ac o a empreender De igual forma assume se que um agente tem capacidade para comunicar e alguma habilidade social pode comunicar e interagir com outros agentes nomeadamente humanos presentes na sua envolvente A Figura 3 4 representa a arquitectura de comunica o de um agente observando se tamb m na estrutura as interliga es s base
10. representa basicamente o valor assumido 0 1 pelos n meros contidos no intervalo referido Existem duas formas de identificar grupos fuzzy segundo Cruz amp Figueroa 2010 Consideremos X o universo em an lise e x um elemento independente pertencendo a X logo o grupo fuzzy A definido em X pode ser definido como uma sucess o de pares ordenados A xuma xeX 1 Assim sendo um par do tipo x pA x um grupo singular Por exemplo o grupo fuzzy A pode ser definido como a sucess o dos seguintes n meros inteiros 35 A 11 0 5 0 8 Onde o segundo elemento de A descreve que 5 pertence a A num grau de 0 8 Podemos tamb m descrever um grupo fuzzy atrav s de somat rios ou integrais de acordo com 0 tipo de universo discreto ou continuo Para um tipo de universo discreto a nota o a seguinte A ex MAQui xi 2 Representa a conjun o dos grupos singulares pertencentes Para um universo cont nuo a nota o a seguinte 3 e AQ x 4 4 Opera es e fun es fuzzy mais relevantes Intersec o e reuni o de conjuntos s o opera es muito utilizadas em teoria fuzzy e descritas atrav s dos operadores min A e m x v respectivamente id nticos ao operador produto e soma em lgebra Chen amp Pham 2000 Objectivamente mant m se o valor de m n e m x de um elemento Podemos ent o afirmar que 4A A UB min UA uB uAsees se LA lt uB LB se e s se 4A
11. 30 considerada uma varia o anormal alta H 57 6 2 4 Defini o das fun es de perten a fuzzy Para X1 sensor temperatura de mistura 1 u LI X1 25 x1 0 x1 20 u NI X1 30 x1 0 0 u HI X11 x1 25 1 se o lt xl se 20 lt xl se 25 lt xl se 20 lt xl se 25 lt xl else se lt xl se 25 lt xl se 30 lt xl IA 20 25 18 IA lt 00 lt 25 lt 30 19 lt 30 20 Para X2I sensor temperatura de ar novo UTA funcionamento de inverno 1 ATR u LI X2 0 C x2i 0 x2i 20 u NI X21 20 x2i 0 u HI X21 lt x1 Fes a es se 00 lt x2i lt 20 C se 20 C lt x2 lt 0 C 21 se O C lt x2 lt 0 se 20 lt x2 lt 0 se 0 C lt xl else se 0 lt x2i se O lt xl se 0 C lt xl lt 20 C 22 lt 0 lt 20 C 23 lt 0 58 Para X2V sensor temperatura de ar novo UTA funcionamento de Ver o 1 se 0 lt x2v lt 15 C u LI X1 35 C x2v se 15 C lt x2v lt 35 C 24 0 se 35 C lt x2v lt 0 x2v 15 se 15 C lt x2v lt 35 C u NI X1 50 C x2v se 35 lt xl lt 50 C 25 0 else 0 se 0 lt x2v lt 35 C u H1 X1 x1 35 C se 35 C lt x2v lt 50 C 26 1 se 50 C lt x2v lt 0 Para X3 sensor temperatura de retorno 1 se o lt x3 lt 10 u LI X1 20 x3 s
12. Ventil E 0 4 z insufla o Registo ar 0 4 novo Registo gt 0 4 exaust o Tabela 6 1 Outputs para o sistema 64 Observa es Relativamente ao registo de ar novo e extrac o entende se que a redu o de capacidade implica o fecho do registo sendo reduzida a sua rea de passagem til em 25 ou 50 A delibera o obedece a determinadas condi es enumeradas nas tabelas seguintes tabela 6 2 e tabela 6 3 onde se descreve as possibilidades de conjuga o de temperaturas que depois de fuzificadas assumem os estados High H Normal N ou Low L As vinte e seis condi es enumeradas a seguir reflectem as poss veis e eventuais anomalias que podem transparecer na an lise das temperaturas envolvidas nos diversos sectores ou m dulos da UTA A conjuga o das diversas temperaturas indicia a poss vel ocorr ncia de determinadas anomalias ou falhas que dever o ser consideradas pois podem estar a condicionar o bom desempenho e efic cia do sistema O agente baseia se nestes ind cios para avaliar as condi es reais adquiridas on line 65 ALARME P ALARME P CENTRAL OU REMOTO PRIORIDADE CENTRAL OU REMOTO EXAUST O REGISTO DE REGISTO DE AR NOVO VENTILADOR g o oa ERA eo E 5 ar GA STOP UTA CONDI O T AR NOVO INVERNO MISTURA Desvio Desvio Tabela 6 2 UTA em funcionamento de Inverno Inputs x Outputs De
13. avaliar grau de efici ncia dos equipamentos criando regras b sicas para o efeito Monitoriza o constante de dados de forma a permitir aferir acerca da efici ncia das unidades permitido por exemplo antecipar ou prolongar o tempo entre revis es Monitoriza o constante de dados de forma a permitir aferir acerca da efici ncia das unidades permitido por exemplo antecipar ou prolongar o tempo entre revis es Revis o do estado Inspec o visual do isolamento t rmico 138 Revis o do sistema Avalia o dos Instrumenta o adequada Interpreta o dos dados em ambiente MAS com de controlo par metros de set up para interface com autom tico de f brica Labview possibilidade de avaliar grau de efici ncia do sistema de controlo autom tico com regras definidas Monitoriza o Constante do sistema de controlo autom tico com benef cios impl citos para o desempenho de todo o sistema incluindo o de controlo proactivo Tabela A V Poss vel aplica o de proactividade aplicando MAS a uma pol tica convencional de manuten o numa UTA 139 Anexo V C lculo aproximado de Temperatura na sec o de mistura M todo de c lculo utilizado Para o caso de estudo sabemos que o processo de funcionamento se baseia na mistura de ar exterior a determinadas condi es de temperatura seca e satura o com ar de recircula o em condi es de tem
14. constante de perten a m ximo e Bell usasataceiasasas niss Steps Sp eestee tO Fuzifica o do vector velocidade de um automOvel sce ee eee e ii 39 Fun o triangular com corte Os maaicipsspaqeiis See Re GR UI Fe Da ssa ese Io sua Reinos da 40 Rela o fuzzy identificando fun es de perten a que indicam o grau de WAIT AC AO de umi O e eeren Ges a da aera wee lanes 38 UM o RR DE RR E RP does ody tas sw URI E A Po 45 Arquitectura do Agentes cov sv ee hee avi doa vk cd seed sha Codes En A Dana tay i dati sieges 53 Fun es fuzzy triangulares temperatura de Mistura c eee ee eee eect serere 55 Fun es fuzzy triangulares temperatura de ar novo Inverno 56 Fun es fuzzy triangulares temperatura de ar novo Ver o 57 Fun es fuzzy triangulares temperatura de retorno sereeseereresesssss 58 Estrutura CASE para selec o do modo de funcionamento de Ver o Inverno e respectiva fuzifica o de inputs da sec o de ar NOVO ssccsseeessserrrrrereee 71 Fuzifica o de inputs da caixa de mistura sssssseccccsseessesrresesserrereenr 72 Fuzifica o inputs da sec o de retOrn0 2 eee e eee e eee ene ee neeeeneeeeaeeeaeees 12 1X 6 9 Premise evaluation vi e Input combinator QeNeratOr Vi 1 6 c cece eee ene neeenaes 73 6 10 Desfuzificador defuzzifier_CONSTANES Vi 6 cece cece ence eee e nee eee eee enna
15. e T exterior anormalmente elevada e Actividade que desenvolva calor a desenvolver se nas proximidades e Sensor de temperatura de ar novo com anomalia C3 Temperatura de retorno anormal elevada Causas prov veis e Prov vel avaria no sensor e Ventilador retorno com avaria 105 e Actividade que desenvolva calor elevado num qualquer espa o interior e Bateria de arrefecimento ou valvularia com anomalia C4 Temperatura anormal baixa na caixa de mistura Causas prov veis e Avaria na bateria de frio sensor ou controlador com defeito e Registo de extrac o ou retorno com anomalia e Sensor ou controlador com anomalia CS Temperatura de ar novo baixa Causas prov veis e Condi es climatol gicas extremamente baixas para a poca e Sensor com defeito ou anomalia C6 Temperatura de retorno anormal baixa Causas prov veis e Registos manuais ou motorizados fechados indevidamente no tra ado de condutas e Anomalias no sensor da temperatura de retorno C7 Temperatura de mistura anormal baixa temperatura de ar novo baixa temperatura de retorno anormal baixa Causas prov veis e Anomalias na bateria de frio sondas ou controlador com defeito e Temperaturas exteriores anormalmente baixas e Registos manuais ou motorizados fechados indevidamente no tra ado de condutas Conjuga o de temperaturas pouco frequente sugere se a paragem do equipamento C8 Temperatura de mistura anormal baixa
16. o fluido no c rter e dep sito dependendo da de refrigerante decis o do agente Sensores de n vel de fluido Repor nive s imediatamente ou n o dependendo da decis o do agente Detec o de eventuais Sim Sensores de press o e fugas de flu do nivel repara o imediata ou n o dependendo da Interpreta o dos dados em ambiente MAS Interpreta o dos dados em ambiente MAS Interpreta o dos dados em ambiente MAS Interpreta o dos dados em ambiente MAS Monitoriza o constante do fluxo de gua drenada Permite avaliar condi o do circuito Monitoriza o constante Possibilidade de calcular taxa de fuga ou consumo Monitoriza o constante Possibilidade de calcular taxa de fuga ou evapora o Monitoriza o constante Possibilidade de calcular 133 Teste do calibre dos elementos de seguran a Revis o e limpeza dos filtros de gua Revis o e limpeza dos filtros de ar decis o do agente Substitui o imediata dos elementos de seguran a em caso de anomalia detectada Se filtros se apresentarem colmatados Limpeza ou substitui o Se filtros colmatados Limpeza ou substitui o 2 em 2 anos Sensores localizados nos equipamentos de seguran a Medi o da press o diferencial a entrada e sa da do filtro com sensores adequados Medi o da press o diferencial a entrada e sa da do filtro
17. quina e o agente Na Figura seguinte 6 1 podemos observar esquematicamente o diagrama funcional da arquitectura do nosso agente A an lise de temperaturas desviantes uma forma de diagnosticar poss veis falhas que possam ocorrer no sistema a ideia fundamental subjacente consiste na detec o na fase incipiente da anomalia onde esta pode n o afectar ainda o sistema de uma forma cont nua e efectiva Pretende se que o agente seja a primeira ferramenta de diagn stico da manuten o Os sistemas fuzzy s o ideais para classifica o de anomalias conseguindo distinguir diferentes n veis de falha de acordo com as regras impostas Foi considerado um intervalo de tempo m nimo para que as perturba es que possam causar instabilidade nas temperaturas como o caso do arranque da m quina ou mudan as de regimes de opera o ou ainda um erro na opera o do equipamento n o sejam interpretados como uma anomalia Este intervalo de tempo m nimo em que o sistema estabiliza e se equilibra a si pr prio de 10 minutos tempo durante o qual o agente humano n o deve equacionar qualquer ac o apesar de o agente registar estes desvios os quais poder o depois ser tratados estat sticamente de forma a que se possa interpretar os padr es de uma anomalia falha de car cter intermitente como tantas vezes acontece A arquitectura do sistema est desenhada para interagir de forma harmoniosa com o agente humano respons vel de manuten o A
18. temperatura de ar novo baixa Causas prov veis e Condi es climatol gicas extremas e Controlador com defeito e Recuperador de fluxos cruzados com anomalia C9 Temperatura de mistura anormal baixa temperatura de ar novo baixa temperatura de retorno anormal alta Causas prov veis 106 e Condi es climatol gicas extremas e Controlador com funcionamento an malo e Bateria de frio ou valvularia com anomalia e Grelhas ou difusores com registos fechados C10 Temperatura de mistura anormal baixa temperatura de retorno anormal baixa Causas prov veis e Anomalia na bateria de frio ou valvularia e Controlador com funcionamento an malo e Registos de grelhas ou difusores fechados e Sensores com anomalia C11 Temperatura de mistura anormal baixa temperatura de retorno anormal alta Causas prov veis e Registos manuais ou motorizados fechados indevidamente no tra ado de condutas Ventilador de insufla o com anomalia Controlador com anomalia Bateria de frio ou valvularia com anomalia C12 Temperatura de mistura anormal baixa temperatura de ar novo alta temperatura de retorno anormal baixa Causas prov veis e Registos manuais ou motorizados fechados indevidamente no tra ado de condutas e Bateria de frio com funcionamento an malo controlador ou sondas com funcionamento anormal Condi es climat ricas anormais C13 Temperatura de mistura anormal baixa temperatura de
19. til destes componentes com uma periodicidade trimestral O agente n o possui capacidades explic tas para detectar avarias nestes equipamentos Um transdutor aceler metro pode ser facilmente integrado no sistema para an lise proactiva destes componentes em ambiente MAS 48 Motores el ctricos Medi o de consumos e reapertos nas liga es destes equipamentos com uma periodicidade m nima semestral Verifica o que pode tornar se proactiva utilizando placas de aquisi o pr prias para estes sinais considerando que o Labview permite medir intensidades de corrente tensdes el ctricas e frequ ncias de uma forma extremamente simples e pr tica o que facilita a sua integra o em ambiente MAS Sensores Inspec o visual e testes de funcionamento calibragem dos mesmos se necess rio caso se detectem anomalias em temperaturas que depois n o se confirmem Avalia o das temperaturas de insufla o e retorno Medi es peri dicas destas temperaturas para aferir acerca da efic cia do equipamento O agente ter um bom desempenho para diagn stico destas temperaturas que s o o maior indicador de bom funcionamento da UTA As temperaturas de insufla o e retorno e respectivos diferenciais entre insufla o e retorno s o normalmente indicados pelo fabricante ou em tabelas existentes no mercado Indica se tamb m no anexo VIII o ciclo de vida til esperado para diversos equipamentos AVAC A pondera o acerca dos out
20. 15 20 Bombas de c rter 8 12 Bombas de condensados 10 15 Tanques 10 15 V lvulas 20 25 Conectores flex veis 8 15 Compressores alternativos pot ncia elevada 15 20 Compressores alternativos pot ncia m dia ou Equipamento para id refrigera o Compressores centr fugos 15 20 Equipamentos absor o 15 20 Serpentinas de expans o directa 10 15 149 Torres de arrefecimento 10 25 Condensadores arrefecidos a ar 15 20 Condensadores evaporativos 15 20 Unidades compactas exteriores 10 15 Unidades compactas interiores 15 20 Bombas de calor Serpentinas de aquecimento arrefecimento 15 20 Humidificadores 10 15 Ventiladores centrifugos longa dura o 20 25 Ventiladores axiais 15 20 Condutas 25 30 Distribui o de ar Registos 15 20 Ventiladores on line 10 15 Ventiladores de cobertura 15 20 Equipamento de difus o de ar 25 30 Ventilo convectores 15 20 Equipamentos de volume de refrigerante vari vel 10 15 Pneum ticos 15 20 Controladores El ctricos electr nicos 15 20 Sensores 3 10 Actuadores 10 20 Motores el ctricos Motores e arrancadores 15 20 Tabela A VIII 1 Vida til m dia dos componentes de sistemas AV AC 150
21. Anomalia na bateria de aquecimento 61 e Sensor caixa de mistura c anomalia e Anomalia na bateria de aquecimento ou valvularia CS Temperatura de ar novo anormal baixa Causas prov veis e Condi es climatol gicas extremamente baixas e Registo motorizado demasiado aberto anomalia no motor ou controlador e Sensor de temperatura de ar novo com anomalia Nota Temperatura anormal alta ou baixa refere se aos desvios para o expect vel podendo estes ser considerado reduzidos ou elevados No anexo I s o apresentados os restantes possiveis diagn sticos para a UTA em funcionamento de Ver o 6 5 Diagn stico de poss vel anomalia em funcionamento de Ver o CO UTA em funcionamento normal anomalias n o detect veis C1 Temperatura anormal elevada na caixa mistura Causas prov veis e Recuperador de fluxos cruzados com anomalia e Bateria de arrefecimento com funcionamento an malo e Funcionamento an malo do registo de extrac o e Funcionamento an malo do registo de ar novo C2 Temperatura de ar novo elevada Causas prov veis e T exterior anormalmente elevada e Actividade que desenvolva calor a desenvolver se nas proximidades e Sensor de temperatura de ar novo com anomalia C3 Temperatura de retorno anormal elevada Causas prov veis e Prov vel avaria no sensor e Ventilador retorno com avaria 62 e Actividade que desenvolva calor elevado num qualquer espa o interior e Bateria d
22. DO ANYTHING RIGHT Q Q Q o o a Figura 7 1 Decis o partilhada entre agentes humano e inform tico Peabirus 2011 7 7 Desenvolvimento futuro Num futuro trabalho ser interessante gerir de uma forma proactiva a manuten o de grupos de equipamentos AVAC onde a sua maior semelhan a seja o seu funcionamento termodin mico Ser interessante em ambiente MAS gerir a manuten o de UTA s chillers ventiladores fan coils etc O ambiente MAS permite o controlo simult neo de diversos par metros como por exemplo temperaturas press es graus de humidade relativa entre outras vari veis presentes no sistema e que se pretendam controlar O aperfei oamento das delibera es dos v rios agentes envolvidos permitir tamb m racionalizar ao m ximo os consumos de energia envolvidos o que hoje uma necessidade premente em qualquer sociedade medianamente evolu da Como sabemos as instala es AVAC consomem uma fatia bastante consider vel da energia dispendida nas instala es em grandes edific os representando cerca de quinze a vinte por cento da energia total consumida por estes Um dos objectivos duma futura abordagem a estas mat rias ser a de conferir maior autonomia ao agente ou grupo de agentes permitindo que a interven o humana seja relegada definitivamente para segundo plano possibilitando assim de uma forma completamente autom tica e inteligente manter os equipamentos operacionais com os menores cus
23. De acordo com Oughton amp Hodkinson 2002 cada equipamento possui como bvio um ciclo de vida esperado A tabela fornece preciosos indicadores sobre a vida til m dia dos diversos equipamentos Dever ser levada em linha de conta o tipo de 148 utiliza o e manuten o a que os equipamentos est o sujeitos qualidade dos materiais aplicados na sua produ o qualidade do projecto etc A arquitectura do agente permite obter um hist rico de dados atrav s dos quais se pode obter uma previs o muito aproximada do ciclo de vida til real dos equipamentos constituintes da UTA o que se traduz por um grau de certeza elevado nos diagn sticos e decis es quer humanas quer inform ticas Este indicador que basicamente financeiro LCC tamb m muito utilizado para comparar alternativas solu o existente quando o final da vida til do equipamento se aproxima Poder se criar um agente que tenha por objectivo a gest o dos custos em vida til e program lo para deliberar acerca das melhores solu es Por exemplo quando temos um equipamento em fim de vida til a necessitar de uma interven o dispendiosa o agente pode avaliar se uma alternativa vi vel de uma forma autom tica A tabela seguinte apresenta nos o ciclo de vida til de diversos equipamentos electromec nicos para AVAC Chadderton 2000 Tipo de equipamento Item ea anos Tubagens 25 30 Bombas 20 25 Distribui o de fluidos Bombas in line
24. Disponibilidade gt Tfi gt Tfi Tri Tei 33 Disponibilidade pr tica gt Tfi Tfi TiAi 34 TiAi tempo de repara o de avarias que em que o equipamento esteve fora de operacionalidade 118 Podem observar se na tabela seguinte alguns indicadores de performance com interesse relativo para uma perspectiva proactiva Factor de Grandeza a KPI Objectivos m dios perturba o medir Aceites internacionalmente Rosullade de Custo Custo da manuten o Contextos espec ficos atrasos R cio do custo da Resultado de E 2 3 Custo manuten o pela troca de atrasos activos e instala es Resultado de Custo ee P lt 10 15 atrasos sobre custo da produ o Resultado de Cusio Custo da manuten o Pane atrasos sobre vendas totais Resultado d Tempo compreendido Falhas Contextos espec ficos atrasos entre falhas consecutivas MTBF Bosuladede Falhas Frequ ncia de falha Contextos especificos atrasos Resultado de Tempo de Tope do c sa Ra ontextos espec ficos a manuten o n o atrasos paragem planeada Resultado de Tempo de Tempo de paragem devido R Contextos espec ficos atrasos paragem a manuten o planeada Percentagem de ordens de Condu o do Identifica o de a 80 das ordens de servi o servi o n o atendidas processo trabalho devem ser processadas em 5 dias durante pelo menos 5 dias p ou menos depois do per odo especificado p
25. a periodicidade de verifica es relativas ao condensador e evaporador do sistema Opera o Frequ ncia 1 Temperatura do fluido exterior na entrada e saida do m condensador Perda de press o no evaporador Perda de press o no condensador Temperatura e press o de evapora o Temperatura e press o de condensa o Pot ncia absorvida A tn ERRO 5 B EMA Tabela A VII 3 Check list em m quinas frigor ficas Todas estas opera es devem ser encaradas em contexto proactivo para que o seu planeamento dependa n o s das periodicidades aqui indicadas mas tamb m das indica es tend ncias encontradas pelo agente 146 A tabela seguinte refere a periodicidade das opera es de manuten o mais frequentes de acordo com Koelet 1997 Opera o Frequ ncia 1 Limpeza dos evaporadores A 2 Limpeza dos condensadores A 3 Drenagem e limpeza do circuito das torres de refrigera o 2A 4 Inspec o dos n veis de refrigera o e leo nos m equipamentos frigor ficos s Verifica o do material de refrigera o 2A 6 Detec o de fugas em rede de combust vel M ve Comprova o dos n veis de gua em circuitos M 8 Verifica o do isolamento dos circuitos de distribui o A o Verifica o do isolamento das v lvulas de intercep o 2A 10 Verifica o da configura o dos recursos de seguran a M 11 Revis o e limpeza dos filtros de ar M I2 Revis o das baterias de troca de calor A 13 Revis o dos a
26. agente para manuten o proactiva 50 6 2 Representa o matem tica das fun es de perten a fuzzy 54 6 2 1 Sensor de Temperatura de mistura X1 0 cece sees eee eee e ees 55 6 2 2 Sensor de Temperatura de ar novo X2 ssesssessssesssssserssersssersssees 55 6 2 2 1 Funcionamento Inverno X2D ienes 56 6 2 2 2 Funcionamento Ver o X2V ienes 56 6 2 3 Sensor de Temperatura de retorno X3 57 6 2 4 Defini o das fun es de perten a fuzzy 58 6 3 Regras b sicas de delibera o do agente 60 6 3 1 Conjunto de regras para UTA em funcionamento de Inverno 60 6 3 2 Conjunto de regras para UTA em funcionamento de Ver o 60 6 4 Diagn stico de poss vel anomalia em funcionamento de inverno 61 6 5 Diagn stico de poss vel anomalia em funcionamento de Ver o 62 6 6 Arquitectura do agente Ac es a empreender x regras de delibera o 63 6 7 Funcionamento do agente Algoritmo Labview ICTL s 68 0 1 SUMULAGON an isca ld acu n a Su E ended es rel eet 13 0 7 2 Resisto dedados irm anes a ass dd E E i 71 6 8 A lisedesimulac es IR Gees 78 6 8 1 An lise de outputs na consola do simulador 78 6 8 2 Tempos de detec o de temperaturas desviantes 82 6 8 3 Anomalias detectadas ss ssi2sei ecieciivcesd aaidesees gees di adia capiriag ne
27. caracter sticas gen ticas distintas Providenciar solu es naturais para problemas distribu dos geogr ficamente e funcionalmente Adaptar a m quina s condi es actuais de utiliza o inclusivamente externas e Permitir uma interface de coopera o homem m quina onde ambos podem operar como agentes Podemos considerar tamb m que os MAS permitem uma maior optimiza o de recursos em problemas onde o conhecimento ou a ac o n o s o linearmente distribu dos Por exemplo falhas de car cter aleat rio em equipamentos De acordo com Stone amp Veloso 1996 existem v rias raz es substancialmente importantes para a utiliza o de MAS nestas circunst ncias e O dom nio do problema assim o sugere devido por exemplo distribui o espacial Equipamentos em destinos diferentes ligados remotamente Por exemplo equipamentos para os mesmos fins em localiza es diferentes com modos de funcionamentos semelhantes Rapidez de execu o e processamento Cada agente possuir tarefas espec ficas atribu das Em manuten o permitem uma maior celeridade na identifica o do problema mesmo que este se encontre ainda em fase incipiente Possibilidade de escalonar agentes permitindo o aumento ou redu o do seu n mero em sistemas abertos e Simplifica o das tarefas de programa o subdivis o do problema em v rios subproblemas Cada sinal pode ser analisado a um n vel superior permitindo 26
28. classificar os Agentes em tr s grandes classes e Agentes cognitivos deliberativos e Agentes reactivos e Agentes h bridos 3 1 1 Agentes do tipo cognitivo deliberativo Este tipo de agentes baseia se em organiza es sociais humanas tais como grupos hierarquias e mercados Segundo Ferber amp Gasser 1995 as principais caracter sticas dos sistemas cognitivos s o as seguintes e Representa o expl cita de agentes participativos assim como do seu ambiente e Possuidores da capacidade de obter registos de ac es e interac es que ja ocorreram o que lhes permite prever ou planear futuras ac es e Comunicam e percepcionam de forma distinta e A comunica o estabelece se de modo directo na forma cl ssica e Mecanismo de opera o deliberativo Os agentes cognitivos raciocinam e decidem em comunidade ac es planeamento objectivos e Um MAS cognitivo contem normalmente poucos agentes algumas dezenas no m ximo pela complexidade que a sua arquitectura pode assumir Na Figura 3 2 podemos observar ainda que de uma forma gen rica a arquitectura de um agente cognitivo e O agente aprende sobre os demais agentes utilizando informa o armazenada numa estrutura pr pria para descri es externas Este possui v rios estados internos RS estado de raciocinio DS estado de decis o e CS estado de comprometimento O processo de mudan a de estados internos resulta de opera es de processamento i
29. de recursos externos necess rios ou que n o est dispon vel devido a ac es programadas que n o sejam de manuten o 113 Estado de funcionamento Estado de um bem que cumpre uma fun o requerida Estado de repouso Estado de um bem dispon vel quando n o est em funcionamento durante um tempo em que n o requerido Estado de espera Estado de um bem dispon vel quando n o est em funcionamento durante um per odo de tempo em que requerido Estado de risco Estado de um bem em que se prev poder provocar danos corporais a pessoas perdas materiais significativas ou outras consequ ncias inaceit veis Paragem programada Interrup o programada do funcionamento para realizar opera es de manuten o ou outros fins Tempo de disponibilidade Intervalo de tempo durante o qual um bem est em estado de disponibilidade Tempo de indisponibilidade Intervalo de tempo durante o qual um bem n o cumpre a fun o requerida Tempo de funcionamento Intervalo de tempo durante o qual um bem cumpre a fun o requerida Tempo requerido Intervalo de tempo durante o qual o utilizador exige que o bem esteja em condi es de cumprir uma fun o requerida Tempo de espera Intervalo de tempo durante o qual o bem est num estado de espera Tempo de repouso Intervalo de tempo durante o qual o bem est num estado de repouso 114 Tempo de manuten o Intervalo de tempo durante o qual
30. deena 83 Capitulo Tarnesas aen sea caba ten dane saa aaa deg SA agus ead evens RE RA UG ARCO o erias 84 Conclus es aplica es e desenvolvimento futuro 84 Til Considera es ssuainsis crase ais Sy SRR CLS DEE GE oe 86 7 2 Delibera ao do agente suas implica es e consequ ncias colaterais 85 7 3 Agente humano capacidades de percep o aplicadas ao caso de estudo 87 7 4 Necessidade de um planeamento de manuten o aplicado ao caso de ESTO a wea tye RO a Riad ae hatte a at se Sa 88 7 5 Opimiza o de interven es nos equipamentos controlados pelo agente 89 7 6 Registo de interven es confirma o de anomalias e quadros de apoio 89 7 7 Desenvolvimento futuro ccccciicc ear 90 Bi BG Oral a pecs sted sie so saias goias hegeeedne ete SRI go a uE ee eee caga dan 92 vi ATI CNO Toto ar to bitola ia hrs CR did ld tus EEo a Cad EAE teva CAD CEGA Cas SALUD E E ara anda de 98 Regras b sicas de delibera o optimizadas e diagn sticos para funcionamento d VELAOMN VEO PANA RR RR RREO RENT MDS UNR NR ORE E ED RR yRwategtes 98 Regras optimizadas para UTA em funcionamento de Inverno 98 Conjunto de regras para UTA em funcionamento de Ver o 99 Diagn stico de poss vel anomalia em funcionamento de inverno 100 Diagn stico de poss vel anomalia em funcionamento de Ver o 105 AMENO DE asi secar sanar
31. difusores fechados e Controlador com funcionamento an malo C18 Temperatura de ar novo alta e temperatura de retorno anormal alta Causas prov veis 108 e Recuperador de fluxos cruzados com funcionamento an malo e Carga t rmica n o expect vel no interior do edif cio e Ventilador de retorno com funcionamento an malo C19 Temperatura de mistura anormal alta temperatura de ar novo baixa e temperatura de retorno anormal baixa Causas prov veis e Recuperador de fluxos cruzados com funcionamento an malo e Registo de ar novo com funcionamento an malo e Anomalias na bateria de frio ou v lvularia e Registo de exaust o com funcionamento an malo e Sensores com anomalia e Temperatura exterior anormal C20 Temperatura de mistura anormal alta temperatura de ar novo baixa Causas prov veis e Recuperador de fluxos cruzados com funcionamento an malo e Registo de ar novo com funcionamento an malo e Anomalias na bateria de frio ou valvularia e Sensores com anomalia C21 Temperatura de mistura anormal alta temperatura de ar novo baixa temperatura de retorno anormal alta Causas prov veis e Anomalias na bateria de frio ou v lvularia e Ventilador de retorno com anomalia e Condi es climat ricas n o expect veis e Carga t rmica elevada n o expect vel no interior do edificio e Sensores com funcionamento an malo C22 Temperatura de mistura anormal alta temperatura de a
32. e combina es operacionais das mesmas Em resumo cada output depende directamente da infer ncia constante nestes arrays 71 Este VI por um lado considera as constantes de cada regra por outro avalia as opera es associadas a essas regras String p controlo de funcionamento Ver o Inverno Arrays dentro Figura 6 10 Desfuzificador defuzzifier constants vi ERES CASE contendo regras de delibera o VER O Defaul vP VER O Defaul vp VER O Defaul VER O INVI Es Slulolololololololololololololololololololololosoloyo cU ETETetetetetstoteteteto ETotetotefetetstetetetetets ap of fof Ist isIntotato EeTsfetatetetoteteteteterstete e VER O Default vp o a lo o o o o g o VER O Default FIsFErRrEFEEEFEFEFREEFEFEEFEERREIE Po Tu fu pufo To pupwpo fofo fufwfwfopupofofwfoTfoTopwufwpw o Figura 6 11 Estruturas CASE controladas por uma string que permite seleccionar funcionamento de Ver o Inverno contendo arrays com as regras de delibera o para cada condi o considerada Completa se a desfuzifica o utilizando uma fun o de arredondamento que nos oferece o n mero inteiro mais pr ximo De seguida construiu se uma consola de leds que permitem uma leitura r pida da altera o das condi es de operacionalidade norma
33. e recursos externos indispens veis 111 Durabilidade Aptid o para um bem desempenhar determinada fun o requerida em condi es de utiliza o e manuten o adequadas at atingir um estado limite por ex o fim da sua vida til Redund ncia activa Redund ncia que prev que todos os meios necess rios ao cumprimento de uma fun o requerida estejam simultaneamente em funcionamento Redund ncia passiva Redund ncia que prev que s uma parte dos meios necess rios ao cumprimento de uma fun o requerida est o simultaneamente em funcionamento enquanto a outra parte se encontra em stand by Vida til O intervalo temporal em que o sistema rg o ou m quina opera de acordo com uma taxa de avarias aceit vel terminando quando a taxa de avarias se torna inaceit vel Avaria por desgaste Avaria que aumenta a sua probabilidade de ocorr ncia com a utiliza o do bem ou com as solicita es aplicadas Avaria por envelhecimento Avaria onde a probabilidade de ocorr ncia aumenta com o passar do tempo independentemente do tempo de funcionamento do bem Degrada o D se devido a uma irreversibilidade de uma ou v rias caracteristicas relacionadas com o passar do tempo dura o de utiliza o ou causa externa Avaria devido a uma causa comum Avaria de v rios bens com origem na mesma causa ou raiz comum As avarias causadas s o independentes Avaria prim ria Avaria de um bem n o caus
34. gest o com pontos de encomenda m nimos e Forma o cont nua dos respons veis da manuten o e Efectuar um registo dos custos directos e indirectos associados a cada interven o A maioria das empresas trata estes dados de uma forma incipiente e muito prim ria o que deve ser evitado a todo o custo Esta pol tica de manuten o implica custos de operacionalidade consideravelmente elevados sobretudo em equipamentos com um grau de complexidade elevado 2 2 2 Manuten o Preventiva de equipamentos AVAC A manuten o preventiva tem como base a preven o de anomalias ou falhas que possam originar a paragem ou inclusivamente a redu o da efici ncia dos equipamentos Revela se de extrema import ncia quando os sistemas n o possuem redund ncia Esta pol tica de manuten o baseia se fundamentalmente em e Estudos estat sticos de dados adquiridos ao longo do tempo e Estados de operacionalidade dos equipamento revelando se a monitoriza o uma ferramenta indispens vel para uma avalia o eficaz do estado dos equipamentos apesar de se tornar onerosa devido necessidade de equipamentos espec ficos forma o ou recurso a especialistas e Consumos de energia O controlo dos consumos de energia e a sua consequente redu o um objectivo de politicas de manuten o preventivas e Manuais e esquemas do fabricante condi es ideais de funcionamento periodicidade de lubrifica o etc Nem sempre estas informa
35. is L2 AND x3 is L3 THEN y is C7 IF x1 is LJ AND x2i is L2 AND x3 is N3 THEN y is C8 IF x1 is LJ AND x2i is L2 AND x3 is H3 THEN y is C9 IF x1 is LJ AND x2i is N2 AND x3 is L3 THEN y is C10 IF x1 is LJ AND x2i is N2 AND x3 is H3 THEN y is C11 IF x1 is LJ AND x2i is H2 AND x3 is L3 THEN y is C12 IF x1 is LJ AND x2i is H2 AND x3 is N3 THEN y is C13 IF x1 is LJ AND x2i is H2 AND x3 is H3 THEN y is C14 IF x1 is NJ AND x2i is L2 AND x3 is L3 THEN y is C15 IF x1 is NJ AND x2i is L2 AND x3 is H3 THEN y is C16 IF x1 is NJ AND x2i is H2 AND x3 is L3 THEN y is C17 IF x1 is NJ AND x2iis H2 AND x3 is H3 THEN y is C18 IF x1 is HJ AND x2i is L2 AND x3 is L3 THEN y is C19 IF x1 is HJ AND x2i is L2 AND x3 is N3 THEN y is C20 IF x1 is HJ AND x2i is L2 AND x3 is H3 THEN y is C21 IF x1 is HZ AND x2i is N2 AND x3 is L3 THEN y is C22 IF x1 is HI AND x2i is N2 AND x3 is H3 THEN y is C23 IF x1 is HJ AND x2i is H2 AND x3 is L3 THEN y is C24 98 R 25 R 26 IF x1 is HJ AND x2i is H2 AND x3 is N3 THEN y is C25 IF x1 is HJ AND x2i is H2 AND x3 is H3 THEN y is C26 Conjunto de regras para UTA em funcionamento de Verao R 0 R 1 R 2 R 3 R 4 R 5 R 6 R 7 R 8 R 9 R 10 R 11 R 12 R 13 R 14 R 15 R 16 R 17 R 18 R 19 R 20 R 21 R 22 R 23 R 24 R 25 R 26 IF xl is NJ AND x2v is N2 AND x3 is N3 THEN y is CO IF x1 is HJ AND x2v is N2 AND x3 is N3 THEN y is Cl IF x1 is NJ A
36. nw fra Cpm Too patse Hele Ela o el senor Carteret a musa Sns Mem Wilt ct trema Manman ed ee qtas TZTEN PITIN O ST RI 91TH TA Fojia TAN YL Lei oe ee E Ag a RAIA DATE TANAL TA SPNL ERR EEE BATA d T ee ed BO ee i H E AAA WNG Ta AA t EN e e His UR T gt Figura A I 8 Aspecto de uma consola para tratamento de dados em DIADEM 127 Anexo IV Possibilidade de aplica o de m todos proactivos a um equipamento com plano convencional de manuten o n o proactiva Plano convencional de manuten o x preventiva x proactividade Esta tabela reflecte a poss vel aplica o de t cnicas proactivas a um plano convencional de manuten o com os objectivos j descritos nesta disserta o A proactividade conferida s mais diversas opera es e tarefas frequentes em manuten o pode ser uma ajuda de valor inestim vel sobretudo em sistemas onde o risco da n o operacionalidade elevado e se associa a riscos para a seguran a de pessosas ou bens Exemplos sistemas de climatiza o de salas brancas hospitais unidades inform ticas que n o podem admitir falhas ou qualquer outro sistema de climatiza o associado a um qualquer processo considerado cr tico onde se exige redund ncia de sistemas Consegue se assim eliminar grande parte do erro humano devido a avalia es imprecisas e decis es muitas vezes
37. o 46 Condensadores Limpeza com uma periodicidade trimestral ou menor no caso de estes equipamentos estarem submetidos a condi es consideradas adversas poeiras lixo entulhos Uma boa periodicidade de limpeza definida caso a caso A sujidade acumulada pode originar desvios de temperatura anormais em rela o ao expect vel estando o agente concebido para detect las N o afectam a qualidade do ar interior QAI no sentido da sua contamina o Baterias de gua quente fria Limpeza e desinfec es apropriadas com periodicidades m nimas semestrais para garantir uma QAI elevada assim como um rendimento eficaz dentro dos par metros normais semelhan a dos condensadores devem ser observadas as condi es da envolvente e depois estabelecer uma periodicidade favor vel O agente dever detectar anomalias nestes componentes ainda que de uma forma indirecta Especial aten o estanquidade de todos os constituintes destas baterias Permutadores de calor Verifica es trimestrais do estado geral limpeza e estanquidade perfeita destes equipamentos devem ser efectuadas com periodicidades no m nimo semestrais Em ambientes mais sujos dever ser definida outra periodicidade mais adequada Anomalias sujidades ou quaisquer outros factores que afectem o desempenho do sistema ser o detectados pelo agente devido aos impl citos desvios de temperatura em rela o ao expect vel que podem obviamente originar Qua
38. observar a UTA em funcionamento an malo com desvios em rela o ao expect vel Esta Figura apresenta os outputs correspondentes a uma condi o C9 em funcionamento de Inverno 78 OUTPUTS STOP UTA Ventinsufla o E Vent retorno Ea Registo ar novo Ea Registo exaust o Ea Alarme alerta Ea 18 52 37 546 Alarme perigo Fa 10 07 2011 Figura 6 20 Resultados da 2 simula o denotando outputs que traduzem funcionamento an malo na UTA A consola de outputs apresenta a seguinte configura o STOP UTA 2 0 RED CAPAC VENTIL INSUF 2 1 RED CAPAC VENTIL RETORNO 1 RED REG AR NOVO 2 2 RED REG EXAUST O 2 1 ALARME ALERTA 2 3 ALARME PERIGO 2 0 Figura 6 21 Quadro de outputs do painel frontal Esta condi o C9 indica nos que estamos na presen a de uma temperatura na caixa de mistura anormal baixa em rela o s temperaturas expect veis Verifica se tamb m que a temperatura de ar novo baixa em rela o ao expect vel notando se igualmente que a temperatura de retorno anormal elevada relativamente aos valores expect veis 79 3 simula o Na Figura 6 22 seguinte podemos observar a UTA em funcionamento an malo com desvios em rela o ao expect vel considerados de risco elevado deliberando o agente inform tico a sua paragem Esta figura apresenta os outputs correspondentes a uma condi o C 3 C21 C24 C25 C26 para funcionamento de Inverno que impli
39. poucoe fundamentadas Prev se que um plano proactivo do tipo MAS origine uma enorme redu o de custos associados manuten o destes equipamentos al m de que garantidamente os v o tornar mais fi veis e mais econ micos ao n vel da pot ncia absorvida A facilidade de integra o dum sistema deste tipo comporta custos n o muito elevados Quase toda a instrumenta o necess ria se resume a sensores de aplica o comuns de press o temperatura ou humidade que facilmente se encontram disponive s no mercado O algoritmo inteligente descrito nesta tese perfeitamente aplic vel a qualquer outro tipo de sistema ou equipamento AVAC 128 Al m de que o pr prio equipamento passa a possuir uma ferramenta para se optimizar a si pr prio Significa isto que a pr xima gera o de equipamentos poder sofrer melhorias muito significativas resultantes da an lise e tratamento dos dados obtidos Este tipo de abordagem proactividade da manuten o recorrendo intelig ncia artificial utilizando o Labview e o seu m dulo inteligente ICTL sugere que estes equipamentos se tornem muito mais competitivos e fi veis num mercado moderno agressivo e altamente diversificado 129 AC O A MEDIDAS A PERIODICIDADE POSSIBILIDADE INSTRUMENTA O OBSERVA ES VANTAGENS PES even PONTAS PROACTIVIDADE PARA O EFEITO MEDI ES Rua DETECTADA ANOMALIA Medi o temp do Detec o de Mensal Sim Sensores de temp In
40. realizada manual ou automaticamente uma ac o de manuten o sobre um bem inclu ndo atrasos t cnicos e log sticos Tempo de manuten o preventiva Parte do tempo de manuten o durante o qual efectuada a manuten o preventiva num bem incluindo atrasos t cnicos e log sticos inerentes manuten o preventiva Tempo de manuten o correctiva Parte do tempo de manuten o durante o qual a manuten o correctiva efectuada num bem incluindo atrasos t cnicos e log sticos inerentes manuten o correctiva Tempo de manuten o activa Parte do tempo de manuten o durante o qual a manuten o activa efectuada num bem quer manual ou automaticamente excluindo os atrasos log sticos Tempo de repara o Parte do tempo da manuten o correctiva activa durante a qual uma repara o realizada sobre um bem Atraso log stico Tempo acumulado durante o qual a manuten o n o pode ser efectuada devido necessidade de adquirir recursos de manuten o excluindo qualquer atraso administrativo Tempo acumulado de funcionamento at avaria Dura o acumulada dos tempos de funcionamento de um bem desde a primeira coloca o em estado de disponibilidade at ao aparecimento de uma avaria ou desde a sua reconstru o at avaria seguinte Tempo entre avarias Intervalo de tempo de calend rio entre duas avarias consecutivas de um bem Tempo de funcionamento entre avarias Dur
41. rmica di ria degrada o de alguns componentes selantes etc Considera se ent o que 20 lt IATMI lt 30 considerada uma varia o anormal baixa L IA TMI lt 20 considerada uma varia o normal N IATMI gt 30 considerada uma varia o anormal alta H 6 2 2 Sensor de Temperatura de ar novo X2 Temperaturas anormais registadas pelo sensor de ar novo podem indicar avarias no pr prio sensor no registo motorizado de ar novo ou outras anomalias nesta sec o da UTA Temperaturas anormais na caixa de mistura detectadas pelo agente podem ter origem em condi es climat ricas adversas e imprevis veis que poder o originar temperaturas inesperadas na sec o de mistura Situa o que tanto pode ocorrer no Ver o como no Inverno O agente fica assim mais habilitado a interpretar os desvios da resultantes Al m destas condi es climat ricas poder o ocorrer outras eventualidades nas proximidades da UTA que poder o tamb m originar desvios n o expect veis Temos ent o dois tipos de funcionamento distintos Ver o e Inverno 55 6 2 2 1 Funcionamento Inverno X2I Na Figura 6 3 pode se observar as fun es fuzzy do tipo triangular da sec o de ar novo em modo de aquecimento ou Inverno T a Ar Novo Inverno N u L2i N2 H2i 200C 00C 20 C x2 Figura 6 3 Fun es fuzzy triangulares Temperatura ar novo Inverno 20 lt Tar exterior i
42. sofrer desvios se o agente assim o deliberar Caso os dois agentes o humano e o inform tico assim o entendam esta situa o implicar ainda que temporariamente uma perda de qualidade no ar interior Existir assim uma tend ncia tempor ria para que os espa os servidos por este ventilador entrem em sobrepress o o que reduzir a qualidade do ar interior Em casos extremos dever o ser considerados sensores de CO2 para que a qualidade do ar n o se deteriore al m dos limites admiss veis para o ser humano 0 3 CO2 Boa QAI 0 6 CO2 QAI Admissivel 1 CO2 QAI M 6 CO2 QAI Muito m Carrier 1999 Esta diminui o da capacidade de ventila o pode originar em determinadas condi es de utiliza o dos espa os interiores varia es significativas das temperaturas seleccionadas Ao decisor humano ser atribuida a capacidade para decidir de uma forma diferenciada Registo de extrac o Este registo muito importante no controlo da qualidade do ar interior medida que este registo se vai fechando a quantidade de ar recirculado aumenta recirculando com ele todos os seus contaminantes tabaco CO CO2 odores poeiras etc 86 Alarme de condi o de alerta Este alarme activado sempre que o agente entender que a situa o se reveste de gravidade consider vel Como tal deve despoletar imediatamente uma an lise por parte do t cnico respons vel da manuten o agente humano no senti
43. temperatura de mistura 45 7 Registo motorizado de mistura 8 Quadro el ctrico de pot ncia e controlo 9 Ventilador de insufla o 10 Atenuador de som de insufla o 11 Filtro com pressostato 12 Bateria de expans o directa 13 Sensor de temperatura de retorno 14 Pr filtro e pressostato de retorno 15 Atenuador de som do retorno 16 Ventilador do retorno 17 Registo motorizado de ar rejeitado 5 2 Periodicidade de manuten o dos constituintes fundamentais da UTA Filtros Filtros de elevada qualidade devem ser substitu dos ou limpos com uma periodicidade que varia normalmente entre os 15 e os 60 dias factor que varia conforme a dura o do funcionamento do equipamento e as caracter sticas do local Ter em conta que um filtro com um elevado grau de colmata o pode eventualmente originar temperaturas anormais a jusante ou a montante deste Drenagem de condensados Equipamentos e materiais destinados a este fim devem ser observados e limpos com uma periodicidade m nima de 90 dias Uma drenagem ineficaz ou parcialmente obstru da pode originar col nias de bact rias inclusiv a legionella desde que as temperaturas oscilem volta dos 60 C O agente n o detecta de uma forma directa anomalias no tabuleiro de drenagem de condensados Um fluxostato integrado no tubo de drenagem pode servir para tornar esta verifica o proactiva podendo um agente espec fico muito simples regular esta fun
44. um comportamento global inteligente pode ser alcan ado atrav s do comportamento individual dos seus agentes intervenientes n o sendo necess rio que todos eles apresentem comportamentos inteligentes 21 Aplica o Aplica o Aplica o Servi o p Servi o p Servi o p Windows Windows Consolas Consolas Consolas de di logo de di logo de di logo windows windows windows Base de dados global Figura 3 1 Exemplo de um sistema multiagente integrado Ferber amp Gasser 1995 importante que os agentes numa determinada envolvente possam interagir com o agente humano de uma forma harmoniosa e complementar criando um espirito de entreajuda m tuo Xiang 2002 A decis o sobre a ac o a tomar determinada pelo agente considerando as mudan as operadas no ambiente em que actua Em AVAC press es temperaturas e humidades s o normalmente as envolventes mais comuns ponderando a urg ncia grau de import ncia e prioridades no cumprimento dos seus objectivos Num determinado sistema designam se por agentes as suas entidades activas formando este conjunto de entidades uma sociedade As entidades consideradas passivas s o traduzidas pelo ambiente 22 O fluir da informa o entre agentes ou entre agentes ambiente pode ser efectuada de uma forma expl cita comunica o explic ta ou de um modo indirecto emiss o de sinais atrav s do ambiente e designa se por interac o entre agentes Podem se
45. veis e Registo de extrac o com funcionamento an malo e Registo de ar novo com funcionamento an malo e Anomalia na bateria de frio sondas ou controlador e Fonte de calor n o expect vel que se desenvolve algures dentro do edif cio Conjuga o de temperaturas pouco frequente sugere se a paragem do equipamento 110 Anexo II Manuten o Terminologia e KPI s com interesse em contexto proactivo Terminologia Bem de substitui o Sobressalente Bem destinado substitui o de um bem equivalente tendo em vista o restabelecimento da sua fun o original Disponibilidade Capacidade de um tem para cumprir determinada fun o solicitada num intervalo de tempo pr definido desde que se assegurem condi es aceit veis de operacionalidade Manutibilidade Aptid o de um bem em desempenhar uma dada fun o num intervalo temporal bem definido em condi es de operacionalidade bem definidas Manuten o Universo de ac es a empreender durante o ciclo de vida de um bem destinadas a repd lo ou mant lo num estado satisfat rio de operacionalidade Fiabilidade Aptid o de um bem para cumprir determinada tarefa em condi es operacionais pr definidas considerando um intervalo temporal desejado Disponibilidade Aptid o de um bem para levar a cabo uma fun o requerida em determinadas condi es durante um dado intervalo de tempo durante o qual s o asseguradas as condi es
46. 0 Lisboa Portugal Souris J P 1992 Manuten o Industrial Custo ou Benef cio 1 Edi o Lidel edi es t cnicas ISBN 972 9018 25 1 Lisboa Portugal Stoneham D 1998 MAINTENANCE MANAGEMENT and TECHNOLOGY Handbook 1 edi o Elsevier Advanced Technology ISBN 1 85617 3151 Cambridge Inglaterra Stone P amp Veloso M 1996 Multi Agent Systems A Survey from a 95 Machine Learning Perspective IEEE Transactions on Knowledge and Data Engineering TKDE Stuart M 2011 Infrared safari dispon vel em http reliabilityweb com Sumathi S amp Surekha P 2007 LabVIEW based Advanced Instrumentation Systems Springer ISBN 10 3 540 48500 7 Berlim Alemanha Temflex 2008 Logic controllers dispon vel em http temflexcontrols com Tommaso T amp Nazario R 1993 Metanetwork n 2 Revista Byte USA Travis J 2002 LabVIEW for Everyone 2 edi o Prentice Hall PTR ISBN 0 13 065096 X Saddle River EUA Underwood C P 1999 HVAC Control Systems Modeling Analysis and Design 1 Edi o Taylor amp Francis ISBN 0 419 20980 8 Londres Inglaterra University of Southampton 2010 Agents archictecture d sponivel em http eprints ecs soton ac uk Wang S K 2000 Handbook of air conditioning and refrigeration 2 edi o Mcgraw Hill ISBN 0 07 068167 8 New York EUA Weber A amp Thomas R 2005 Key performance indicators mes
47. 16 7 17 16 7 CENIR 19 Tine Time Time Time Time Time Time Pe o 20 0 00400 0 00E 00 0 00E 00 0 00E 00 0 00E 00 0 00E 00 0 008 00 ae me a 1 1 1 1 1 1 1 Tabela AVAC Junho 2010 22 Header More 2 X Value Untitled 4 x Value Untitled 2 x Value Untitled 4 x Value Untitled 4 x Value Untitled 5 x Value Untitled 6 Coment 4 0 0 1 0 0 0 2 0 2 0 3 0 0 L Create a new workbook 25 6 7 7 1 1 1 1 1 1 1 28 03 09 2010 03 09 2010 03 09 2010 03 09 2010 03 09 2010 03 09 2010 03 09 2010 2 12 14 2 12 14 2 12 14 2 12 14 2 12 14 2 12 14 2 12 14 2 30 Time Tine Time Tine Time Time Time 31 0 008 00 0 008400 0 00B 00 0 008400 0 00B 00 0 008400 0 008 00 2 1 1 1 1 1 1 1 33 f Header 4 36 125 7 E 3 4 4 4 i ae a LT 1 JH 4 gt W Sheett Sheet Sheet3 Je i Ready NUM 26000450 RE Tanita Figura A II 6 Aspecto do ficheiro de registo de dados em 2009 09 03 com extens o TDMS transposto para excel Caso o excel se revele ainda insuficiente devido a elevadas taxas de aquisi o que se pretendam levar a cabo ou quaisquer outros par metros ou requisitos pretendidos e que o tornem uma ferramenta menos adequada ent o dispomos ainda de uma base de dados mais potente e adequada ao tratamento de sinais em Labview Trata se de uma base de dados da National Instruments e designa se por DIADEM Nas duas Figuras seguinte podemos observar a DIADEM em funcionamento 126 bm Lee
48. 84765625 23 12 14 189334869384765625 23 12 14 189334869384765625 23 12 14 189334869384765625 23 12 14 189334869384765625 23 12 14 189334869384765625 X Dimension Time Time Time Time Time Time Time X0 0 0000000000000000E 0 0 0000000000000000E 0 0 0000000000000000E 0 0 0000000000000000E 0 0 0000000000000000E 0 0 0000000000000000E 0 0 0000000000000000E 0 Delta X 1 000000 1 000000 1 000000 1 000000 1 000000 1 000000 1 000000 End of Header Figura A II 5 Aspecto do ficheiro de registo de dados em 2010 09 03 com extens o lvm A importa o dos dados para uma folha de c lculo de excel o processo mais comum sendo muito vers til permitindo um tratamento dos dados adquiridos ou simulados A Figura seguinte mostra nos os dados adquiridos importados para uma folha de c lculo 125 o Typeaquestionforhep a A X 4 jh 100 c po E e E G H ME a N DEE _ z 2 3 Measurement Dir Pa fie dine 5 2 O 6 Tab Connect to Microsoft Office Onine T Get the latest news about using 8 Yes Excel 9 mti Atomaticaly update this lst absolute a from the web 11 pedro More 12 03 09 2010 Seah for 43 16 52 4 f 14 Headert Example Print more than one copy 16 1 1 1 1 1 1 1 Opn JN 47 03 09 2010 03 09 2010 03 09 2010 03 09 2010 03 09 2010 03 09 2010 03 09 2010 E 18 17 16 7 17 16 7 17 16 7 17 16 7 17 16 7 17
49. Edit View Project Operate Tools Window Help CROTOS Filename File Format CAUsers pedro Documents LabVIEW Datal400Glvm Test LVM Binary TDMS Binary with XML Header TDM Lock file for faster access Action Segment Headers 9 Save to one file One header per segment 7 Ask user to choose file ie gt One header only Signals Ask only once gt No headers Comment 0 Ask each iteration b DAQmx Task X Value Time Columns ch Enable q ae e Jess error in no erro fd Rename existing file One column per channel ipp Filename Use next available filename One column only erorout H Append to file Empty time column Filename Out E Saving Data Overwrite file Delimiter Tabulator Save to series of files multiple files Comma Settings File Description VER Student Edition lt T eu 01 26 4804 03 07 2011 Figura A II 2 Consola de comandos do VI de registo de dados e convers o para texto ou formatos bin rios Atrav s desta consola poss vel configurar o VI Write to measurement file As medi es ou simula es feitas on line s o registadas num ficheiro pr prio do sistema Kehtarnavaz amp Kim 2005 As Figuras seguintes ilustram duas possibilidades de grava o d
50. ND x2v is H2 AND x3 is N3 THEN y is C2 IF x1 is NJ AND x2v is N2 AND x3 is H3 THEN y is C3 IF x1 is LJ AND x2v is N2 AND x3 is N3 THEN y is C4 IF xl is NJ AND x2v is L2 AND x3 is N3 THEN y is C5 IF x1 is NJ AND x2i is N2 AND x3 is L3 THEN y is C6 IF x1 is LJ AND x2i is L2 AND x3 is L3 THEN y is C7 IF x1 is LJ AND x2i is L2 AND x3 is N3 THEN y is C8 IF x1 is LJ AND x2i is L2 AND x3 is H3 THEN y is C9 IF x1 is LJ AND x2i is N2 AND x3 is L3 THEN y is C10 IF x1 is LJ AND x2i is N2 AND x3 is H3 THEN y is C11 IF x1 is LJ AND x2i is H2 AND x3 is L3 THEN y is C12 IF x1 is LJ AND x2i is H2 AND x3 is N3 THEN y is C13 IF x1 is LJ AND x2i is H2 AND x3 is H3 THEN y is C14 IF x1 is NJ AND x2i is L2 AND x3 is L3 THEN y is C15 IF x1 is NJ AND x2i is L2 AND x3 is H3 THEN y is C16 IF x1 is NJ AND x2i is H2 AND x3 is L3 THEN y is C17 IF x1 is NJ AND x2iis H2 AND x3 is H3 THEN y is C18 IF x1 is HJ AND x2i is L2 AND x3 is L3 THEN y is C19 IF x1 is HJ AND x2i is L2 AND x3 is N3 THEN y is C20 IF x1 is HJ AND x2i is L2 AND x3 is H3 THEN y is C21 IF x1 is HZ AND x2i is N2 AND x3 is L3 THEN y is C22 IF x1 is HJ AND x2i is N2 AND x3 is H3 THEN y is C23 IF x1 is HJ AND x2i is H2 AND x3 is L3 THEN y is C24 IF x1 is HJ AND x2i is H2 AND x3 is N3 THEN y is C25 IF x1 is HI AND x2i is H2 AND x3 is H3 THEN y is C26 99 Diagn stico de poss vel anomalia em funcionamento de Inverno C0 UTA em funcionamento normal anomalias n o detectadas Cl Temperatura anormal ele
51. PAC VENTIL INSUF 2 0 RED CAPAC VENTIL RETORNO 0 RED REG AR NOVO 2 o RED REG EXAUST O 2 0 ALARME ALERTA o ALARME PERIGO o Figura 6 18 Painel de controlo do simulador da UTA 6 7 2 Registo de dados Para efectuar o registo de dados foi utilizado o write to measurement express VI o qual permite efectuar a grava o de um modo cont nuo ou condicional No anexo III descrito em pormenor o funcionamento e os procedimentos associados ao registo de dados 77 6 8 An lise de simula es Nesta sec o ser o analisados os resultados de diversas simula es do modelo real 6 8 1 An lise de outputs na consola do simulador 1 simula o UTA em funcionamento normal sem desvios em rela o ao expect vel assinal veis O gr fico seguinte apresenta os outputs todos a zero no intervalo temporal considerado Observa se apenas uma linha sem qualquer descontinuidade no tempo o que significa que todos os valores adquiridos e analisados est o dentro da normalidade OUTPUTS 1 STOP UTA 0 5 p 3 Vent insufla o Ea 0 Vent retorno Ea E Registo ar novo Fa 0 5 Registo exaust o Fa 1 Alarme alerta Ea FE eel i 01 42 22 669 01 45 03 848 Alarme perigo Fa 10 07 2011 10 07 2011 Time Figura 6 19 Resultados da 1 simula o denotando os outputs um funcionamento normal sem avarias ou falhas 2 simula o Na Figura seguinte podemos
52. Q ITQ ITQ ITQ ITQ ITQ ITQ ITQ ITQ ITQ ITQ ITQ ITQ ITQ ITQ ITQ ITQ ITQ ITQ ITQ ITQ I Es Tabela A VI 2 Decis o ponderada proactiva Interven o imediata x Inspec o c Interven o n o imediata VER O 144 Anexo VII Periodicidade de verifica es medi es e manuten o em equipamentos AVAC Tabelas Todos os equipamentos electromec nicos devem ser periodicamente verificados e dever o ser levadas a cabo importantes opera es de manuten o de car cter preventivo de forma a conseguir prever qualquer ocorr ncia que possa diminuir a sua taxa de efic cia efici ncia ou qualquer outro indicador que se revele importante em determinado contexto A tabela seguinte VII refere a periodicidade de opera es a levar a cabo considerando a pot ncia dos equipamentos de acordo com Koelet 1997 S mbolo Significado Uma vez por m s para pot ncia t rmica entre 100 e 1 000 kW m E Uma vez a cada 15 dias para pot ncia t rmica maior que 1 000kW M Uma vez por m s 2A Duas vezes por ano uma ao inicio do mesmo A Uma vez por ano Tabela A VII 1 Simbologia 145 Relativamente a consumos dever ser efectuado o seguinte check list Opera o Frequ ncia 2 Consumo de energia el ctrica M 3 Consumo de gua M 4 Temperatura e press o do fluido portador na entrada e sa da da m serpentina Tabela A VII 2 Consumos check list A tabela seguinte V 3 indica tamb m
53. Resumo Nos tempos actuais os equipamentos para Aquecimento Ventila o e Ar Condicionado AVAC ocupam um lugar de grande import ncia na concep o desenvolvimento e manuten o de qualquer edif cio por mais pequeno que este seja Assim surge a necessidade premente de racionalizar os consumos energ ticos optimizando os A alta fiabilidade desejada nestes sistemas obriga nos cada vez mais a descobrir formas de tornar a sua manuten o mais eficiente pelo que necess rio prevenir de uma forma proactiva todas as falhas que possam prejudicar o bom desempenho destas instala es Como tal torna se necess rio detectar estas falhas anomalias sendo impresc ndivel que nos antecipemos a estes eventos prevendo o seu acontecimento num horizonte temporal pr definido permitindo actuar o mais cedo poss vel neste dom nio que a presente disserta o tenta encontrar solu es para que a manuten o destes equipamentos aconte a de uma forma proactiva e o mais eficazmente poss vel A ideia estruturante a de tentar intervir ainda numa fase incipiente do problema alterando o comportamento dos equipamentos monitorizados de uma forma autom tica com recursos a agentes inteligentes de diagn stico de falhas No caso em estudo tenta se adaptar de forma autom tica o funcionamento de uma Unidade de Tratamento de Ar UTA aos desvios anomalias detectadas promovendo a paragem integral do sistema apenas como ltimo recurso A arquitectura apl
54. Sistema integrado de controlo e gest o AVAC Jhcontrols 2011 2 1 1 Defini es e indicadores utilizados em manuten o Nesta sec o aborda se a terminologia corrente em manuten o de acordo com a norma Portuguesa NP EN 13306 2007 tamb m suscept vel de ser utilizada em equipamentos electromec nicos AVAC V o ser enumerados alguns indicadores de performance ou desempenho vulgarmente designados por KPI s que permitem aferir acerca da efic cia das pol ticas de manuten o que est o a ser utilizadas custos envolvidos atrasos nas interven es eventuais lacunas efic cia de planeamento incumprimentos diversos etc Muitos destes indicadores podem ser calculados com base na actua o do agente desde que exista historial e registos adequados O tipo de registo a efectuar considerando a delibera o do agente ser tamb m abordado posteriormente no cap tulo 5 2 1 1 1 Terminologia A terminologia vulgarmente utilizada em manuten o de acordo com a NP EN 13306 2007 em vigor pode ser consultada no Anexo II 2 1 1 2 Indicadores e KPI s com interesse em contexto proactivo E imposs vel gerir aquilo que n o controlamos e n o podemos controlar aquilo que n o medimos Peter Drucker Relativamente aos indicadores de manuten o pode se referir que a medi o do desempenho da manuten o um princ pio fundamental para a sua gest o optimizada permitindo identificar falhas com os n veis de efic c
55. a e Possibilitam um paralelismo na computa o permitindo uma maior rapidez de processamento e O sistema facil de reconfigurar caso tal seja necess rio e Interagem bem com objectivos distintos de projecto no caso de estudo torna se f cil definir novos limites para determinadas fun es utilizadas 19 Possibilitam a redund ncia dos sistemas podendo envolver v rios agentes em tarefas similares Permitem estruturas mais simplificadas em sistemas complexos 20 Cap tulo 3 Sistemas Multiagente 3 1 Sistemas multiagente comportamentos envolventes As t cnicas de controlo inteligente utilizando agentes inteligentes tentam recriar as condi es de sistemas biol gicos naturais existentes S o exemplos a organiza o funcional dum conjunto de formigas de um conjunto de abelhas cupins ou qualquer outro sistema onde se suponha existir para cada est mulo uma resposta Ferber amp Gasser 1995 A Figura 3 1 exemplifica de uma forma gen rica a arquitectura de um sistema multiagente que controla remotamente aplica es em ambiente Windows utilizando os recursos de uma base de dados nica tipo de sistema mais utilizado quando estamos na presen a de um baixo n mero de agentes Podemos definir um agente como um sistema computacional situado numa determinada envolvente capaz de executar tarefas de uma forma aut noma tendo em vista o cumprimento dos seus objectivos Wooldridge 2002 Mendes 2008 Em MAS
56. a o 116 Caderno de manuten o Parte da documenta o de manuten o que regista todas as avarias estados de falha e informa es relativas manuten o de um bem Este caderno poder tamb m incluir custos de manuten o a disponibilidade do bem assim como outros dados relevantes Indicadores e KPI s Custo do ciclo de vida Todos os custos gerados durante o ciclo de vida do bem Eficacia da manuten o Rela o entre o objectivo da manuten o e os resultados desta Rendimento da manuten o Raz o entre os recursos planeados ou estimados como necess rios para realizar a tarefa da manuten o requerida e os recursos realmente utilizados Tempo m dio de funcionamento entre avarias Previs o matem tica do tempo de funcionamento entre avarias Tempo m dio entre avarias Previs o matem tica do tempo de calend rio entre avarias MTBF Tempo m dio entre a ocorr ncia de falhas MTBF gt Tfi N Av 30 Tfi Tempo de funcionamento nesse per odo N Av n de avarias nesse per odo Tempo m dio de repara o Previs o matem tica do tempo de repara o MTTR Tempo m dio que dura a repara o MTTR Tri N Av 31 Tri Tempo de repara o utilizado no per odo 117 Podemos ainda definir MWT Tempo m dio de espera para repara o da avaria MWT Tei N Av 32 Tei Tempo de espera no per odo N Av n de avarias nesse per odo
57. a o acumulada dos tempos de funcionamento entre duas avarias consecutivas de um bem 115 Per odo de avarias por degrada o Per odo final da vida de um bem durante o qual a taxa de avarias deste bem consideravelmente superior taxa de avarias do per odo precedente Per odo de taxa de avarias constante Per odo na vida de um bem durante o qual a taxa de avarias aproximadamente constante Ciclo de vida Intervalo de tempo que se inicia com a sua concep o e termina com a sua elimina o Tempo de incapacidade externa Intervalo de tempo durante o qual um bem est em estado de incapacidade externa Log stica de manuten o Recursos servi os e meios de gest o necess rios para executar a manuten o Escal o de manuten o Posi o no seio de uma organiza o onde os diversos n veis especificados de manuten o s o executados sobre um bem An lise de avaria Exame l gico e sistem tico de um bem que teve uma avaria a fim de identificar e analisar o mecanismo da avaria a sua causa e consequ ncias An lise de falha Exame l gico e sistem tico de um bem a fim de identificar e analisar a probabilidade as causas e as consequ ncias de potenciais estados de falha Documenta o de manuten o Informa o em suporte escrito ou electr nico necess ria para a execu o da manuten o Cadastro de bens Registo com a identifica o individual dos bens e a sua localiz
58. a susceptibilidade de ocorrerem avarias s o mais frequentes e onde normalmente o fabricante de alguma forma conhece as suas leis de degrada o 2 Seja efectuado um planeamento bem concebido e detalhado com tarefas definidas mensalmente semanalmente e se poss vel diariamente o que nos permitir adaptar os requisitos impostos pelo fabricante an lise do sistema efectuada pelo agente optimizando assim intervalos entre interven es 3 Exista responsabiliza o e sensibiliza o dos t cnicos que efectuam as tarefas 4 Exista supervis o eficaz das tarefas em execu o de forma a garantir a qualidade 5 Seja efectuada a actualiza o das bases de dados referentes s interven es efectuadas 88 Estes dados em conjunto com o agente permitem estruturar e prever conseguindo se assim implementar um plano realista e din mico perfeitamente adaptado s condi es da m quina e ou instala o onde est inserida 6 Efectuar o follow up das interven es se necess rio de forma a corrigir discrep ncias que possam ocorrer 7 Efectuar a actualiza o e melhoramento das condi es de delibera o do agente O algoritmo est estruturado de uma forma simples e eficaz permitindo altera es de limites de fun es fuzzy e altera es infer ncia de uma forma f cil r pida e eficaz o que lhe confere grande dinamismo a este n vel 7 5 Optimiza o de interven es nos equipamentos controlados pelo agente
59. a manuten o proactiva Piotrovsky 2001 Termografia an lise de vibra es ferrografia ultra sons an lises qu micas etc s o algumas das t cnicas n o invasivas utilizadas no mbito preventivo e consequentemente s o tamb m e por iner ncia ferramentas proactivas O registo hist rico de avarias do equipamento normalmente um valioso auxiliar ao diagn stico quando utilizado com bom senso e em aux lio s medidas j descritas anteriormente Um conhecimento profundo do funcionamento do equipamento torna se 17 tamb m indispens vel para um diagn stico fi vel Um modelo que permita simular avarias tamb m um precioso auxiliar O conhecimento do n vel de degrada o de determinadas funcionalidades ou materiais e pe as constituintes do equipamento permite planear de uma forma eficaz e antecipadamente poss veis ac es de manuten o Arqu s 1996 O crit rio de selec o de uma t cnica de controlo de condi o para uma m quina cr tica depende do tipo de componente que se revele menos fi vel e da forma como a avaria evolui Devem ent o ser considerados m todos que permitam o controlo de condi o desses mesmos componentes menos fi veis com um grau de efic cia aceit vel Uma correcta pol tica de manuten o preventiva proactiva origina e Aumento de seguran a e Redu o de custos de manuten o e Aumento de disponibilidade dos equipamentos importante que no seguimento de qualqu
60. a regime operacional da UTA 43 Qualquer varia o n o esperada destes par metros que seja valorizada positivamente pelo nosso agente desencadear ac es previstas e accionar um dos dois n veis de alarme previstos pelo agente para informar local ou remotamente agentes humanos ou inform ticos Decidiu se optar por dois n veis de alarme e Alarme de alerta e Alarme de perigo Alarme de alerta Com este alarme poder surgir a inibi o de regimes de funcionamento mais elevados de alguns constituintes do equipamento Por exemplo a restri o das velocidades mais altas dos ventiladores de insufla o e retorno assim como uma indica o ao n vel da consola da m quina ou remotamente do aumento da probabilidade de ocorr ncia de uma avaria Paralelamente ocorrer a grava o destas ocorr ncias num ficheiro acess vel ao agente humano Estes dados poder o e dever o servir para tratar estatisticamente toda a informa o adquirida on line Alerta de perigo Com este alarme poder ser desencadeada a paragem imediata do equipamento caso tal seja poss vel sem preju zos financeiros ou humanos Poder tamb m ser induzida uma redu o de capacidade nos equipamentos constituintes da UTA com o objectivo de minimizar as consequ ncias da anomalia ocorrida at que o agente humano possa decidir qual a melhor ac o a levar a a cabo Estes dados tal como os anteriores dever o ser tratados estat sticamente de for
61. aadtadas ada a ala Tila eee 148 CONSIST ACCES 5 0 553 RA E A De 148 viii Lista de Figuras 2 1 2 2 23 2 4 3 1 3 2 3 3 3 4 3 5 3 6 3 7 4 5 4 6 4 7 5 1 6 1 6 2 6 3 6 4 6 5 6 6 6 7 6 8 Sistema integrado de controlo e gest o AVAC 2 cece cece ii 6 Manuten o preventiva com recurso a monitoriza o cette ee eee eee LO Termografia de um COMpPTeSsOl sci isseceyseeedss ies nes desde sUeseeacads tay seveewedasee st 11 Software de monitoriza o de uma UTA em ambiente Windows 19 Exemplo de um sistema multiagente integrado cece eee e iii 22 Estrutura de um agente cOpmitivo i siy ser ase oie ed ee soi ee es de ea ks 24 Estrutura b sica simplificada de um agente reactiVO 0 sees cece iii 25 Exemplo da arquitectura de comunica o de um agente cece eee eee e eens 28 Comunicacao direcao De 29 Arquitectura de comunica o com agente facilitador cccii iii 30 Arquitectura de comunica o entre agentes com utiliza o de bases de dados PARCIAIS vs Gr E A O E CORO 31 L gica fuzzy aplicada avalia o de temperaturas 66 cece ee eee eee eee eneeeeeee 34 Sensores de temperatura fUZZY Suas cs esucedivs nceed ns yiguulcy ah so LA bea noes ei yeenewcnadaweess 35 Controlador fUz2y screeni Cabides DUTRA RE RARA we lena AS AE 35 Exemplos de fun es de perten a fuzzy do tipo triangular triangular com patamar
62. acordo com as regras estabelecidas que a capacidade de ventila o na insufla o seja diminuida em 25 ou 50 Estes modos de funcionamento alternativos dependem como j vimos das regras b sicas estabelecidas Como bvio esta redu o de capacidade implica ainda que temporariamente altera es ao funcionamento do sistema e normalmente aumento ou redu o de temperaturas interiores assim como altera es aos caudais em jogo A possibilidade de interven o do agente humano est prevista em qualquer altura pelo sistema Este poder excepcionalmente n o aceitar as condi es impostas pelo agente inform tico caso entenda existir naquele momento uma solu o que melhor se adapte atendendo aos diversos condicionalismos de funcionamento a que a instala o possa estar sujeita 85 Pretende se que a redu o da capacidade destes ventiladores seja tempor ria at que a poss vel anomalia falha detectada seja corrigida Entretanto os espa os climatizados a montante deste ventilador sofrem uma tend ncia para ficar em depress o a qual se acentua com a continua o deste funcionamento de recurso imposto pela delibera o do agente desde que a velocidade de retorno n o se altere Ventiladores de extrac o Tal como para os ventiladores de insufla o poss vel ao agente deliberar a redu o da capacidade destes ventiladores em 25 ou 50 Obviamente as condi es interiores de funcionamento seleccionadas v o
63. ada por uma avaria ou estado de falha de outro bem quer de uma forma directa quer de uma forma indirecta 112 Avaria secund ria Avaria com causas directas ou indirectas numa avaria ou estado de falha de outro bem Avaria s bita Avaria imprevis vel quer por recurso a monitoriza o quer por exame pr vio Em falha Bem inapto para cumprir com fun o pr definida Exclui se inaptid o por neglig ncia de manuten o preventiva ou falta de recursos extemos Em falha latente Estado de falha existente que ainda n o foi poss vel detectar Modo de falha Forma de verificar a incapacidade de um bem para cumprir determinada tarefa Estado de disponibilidade Estado de um bem caracterizado pelo facto de poder cumprir uma fun o requerida assumindo que o fornecimento de recursos externos eventualmente necess rios est assegurado Estado degradado Estado de um bem que continua a cumprir uma fun o requerida com desempenho aceit vel mas inferior aos valores especificados da referida fun o Estado de indisponibilidade Estado de um bem caracterizado por um estado de falha ou por uma eventual incapacidade para desempenhar uma fun o requerida durante a manuten o preventiva Estado de incapacidade Estado de um bem caracterizado pela sua inaptid o para cumprir uma fun o requerida seja qual for a raz o Estado de incapacidade externa Estado de incapacidade de um bem dispon vel por falta
64. adrar num contexto proactivo de an lise de tend ncia de qualquer pe a ou equipamento sujeito a varia es de temperatura mediante a sua condi o operacional O gradiente de cor indica como se pode observar as diferentes temperaturas em jogo podem se observar tamb m as fun es triangulares de perten a fuzzy Figura 4 1 L gica fuzzy aplicada avalia o de temperaturas Bojadziev amp Bojadziev 1995 4 2 A import ncia da l gica fuzzy na ind stria moderna Exemplos de aplica o Aparelhos sistemas mec nios m quinas existe todo um universo de equipamentos mec nicos que nos tempos modernos utiliza a l gica fuzzy para obter modos de funcionamento optimizados relativamente a processos mais convencionais O conceito fuzzy abriu definitivamente uma janela para um universo mais moderno mais adaptado s reais condicionantes de uma nova ind stria onde a tecnologia e a sofistica o sofrem todos os dias uma evolu o sempre em prol de um melhor desempenho de sistemas e equipamentos que permitam ao ser humano um maior conforto e seguran a esse o caminho neste s culo onde a inform tica reina sobre tudo e todos O fabricante japon s Toshiba foi o primeiro a produzir ar condicionado controlado por algoritmos baseados em l gica fuzzy enquanto os antigos aparelhos de ar condicionado utilizavam apenas controladores On off baseados no desligar ou ligar do sistema quando determinados valores
65. alarme de alerta e Pode tamb m ser accionado um alarme de perigo Depois da fase de delibera o conclu da o agente vai agir sobre os componentes do sistema considerados caso a delibera o tenha sido nesse sentido atrav s do seu processamento interno da seguinte forma e Ventilador de insufla o redu o da capacidade em 25 ou 50 e Ventilador de retorno redu o da capacidade em 25 ou 50 e Registo de extrac o redu o da capacidade em 25 ou 50 e Registo de ar novo redu o da capacidade em 25 ou 50 50 O registo hist rico de avarias e respectivos padr es est previsto existir numa base de dados pr pria que vai sendo constru da de uma forma autom tica se assim o pretendermos O agente humano pode em qualquer altura decidir sobre a delibera o efectuada pelo agente e ignor la se assim o pretender O tratamento estat stico de toda esta informa o deve ser efectuado pelo operador humano Indicadores de manuten o espec ficos KPI devem ser tamb m considerados para este tipo de manuten o proactiva Como por exemplo um indicador que nos d um nivel de efici ncia proactiva do nosso algoritmo ou outros que nos permitam avaliar as implica es a n vel financeiro ou ainda que nos permita avaliar o n mero de homens hora x m quina que est a ser utilizado em determinado per odo de tempo Este indicador vai servir como uma avalia o da aprendizagem da interac o humana com a m
66. ar novo alta Causas prov veis e Inc ndio ou outras actividades que desenvolvem calor elevado nas proximidades do registo de ar novo e Condi es climatol gicas anormalmente altas para a poca 107 e Anomalias na bateria de frio v lvulas ou sensores Conjuga o de temperaturas pouco frequente sugere se a paragem do equipamento C14 Temperatura de mistura anormal baixa temperatura de ar novo alta e temperatura de retorno anormal alta Causas prov veis e Recuperador de fluxos cruzados com anomalia e Ventilador de retorno com anomalia e Bateria de frio ou valvularia com anomalia e Sensores com anomalia e Controlador com posssivel anomalia e Actividade que desenvolve calor nas proximidades da UTA C15 Temperatura de ar novo anormal baixa temperatura de retorno anormal baixa Causas prov veis e Registos de grelhas ou difusores fechados e Condi es climat ricas anormais para a poca e Ventilador de retorno com funcionamento an malo C16 Temperatura de ar novo baixa temperatura de retorno anormal elevada Causas prov veis e Condi es climat ricas anormais para a poca e Registos manuais ou motorizados fechados indevidamente no tra ado de condutas e Anomalia na bateria de frio ou valvularia C17 Temperatura de ar novo anormal alta e temperatura de retorno anormal baixa Causas prov veis e Condi es climat ricas anormais para a poca e Registos de grelhas ou
67. ar novo baixa temperatura de retorno anormal alta Causas prov veis 103 e Registo de ar novo com funcionamento an malo e Condi es climat ricas n o expect veis e Registo de extrac o com funcionamento an malo Conjuga o de temperaturas pouco frequente sugere se a paragem do equipamento C22 Temperatura de mistura anormal alta temperatura de ar novo baixa temperatura de retorno anormal alta Causas prov veis e Registo de ar novo com funcionamento an malo e Condi es climat ricas n o expect veis e Registo de exaust o com funcionamento an malo e Grelhas e difusores com registos fechados C23 Temperatura de mistura anormal alta temperatura de retorno anormal alta Causas prov veis e Registo de extrac o com funcionamento an malo e Fonte de calor n o expect vel que se desenvolve algures dentro do edificio e Recuperador de fluxos cruzados com funcionamento an malo C24 Temperatura de mistura anormal alta temperatura de ar novo alta temperatura de retorno anormal baixa Causas prov veis e Registo de exaust o com funcionamento an malo e Condi es climat ricas n o expect veis e Infiltragdes de ar temperatura ambiente exterior muito elevadas no edificio e Fonte de calor n o expect vel a desenvolver se nas proximidades da UTA Conjuga o de temperaturas pouco frequente sugere se a paragem do equipamento C25 Temperatura de mistu
68. ara o seu cumprimento Condu o do Planeamento do Percentagem de ordens de Um nivel de efic cia superior a processo trabalho servi o estimadas em 10 90 seria um bom n vel de do actual per odo de desempenho 119 tempo utilizado Estado das ordens de Condu o do Planeamento do i Este n vel n o deve exceder os 2 servi o em trabalhos que processo trabalho a ou 3 t m de ser repetidos em rela o ao m s anterior Percentagem de horas de Condu o do Programa o de Objectivo de 80 de horas de trabalho x homem processo trabalho trabalho planeadas e utilizadas planeadas sobre o total de horas x homem dispon veis Percentagem de ordens de Condu o do Programa o de Objectivo n o deve exceder os trabalho associadas a processo trabalho 3 5 atrasos devido a indisponibilidade de homens equipamento espa o ou servi os dado um espec fico intervalo de tempo Percentagem de ordens de Condu o do Cumprimento de O cumprimento do cronograma trabalho completas antes processo tarefas deve ser superior a 90 da data prevista para o efeito Percentagem de trabalhos Condu o do Cumprimento de T O trabalho de repara es de manuten o e ordens de processo tarefas repetidas deve ser menor que servi o a necessitar de a 3 planeamento mais eficaz Percentagem de ordens de Deve alcan ar os 95 ou mais Condu o do Cumprimento de trabalho executadas num Com a expec
69. arquitectura revela uma constru o simples sendo poss vel alterar os limites para os desvios em causa assim como alterar 51 as regras de delibera o de forma f cil o que o torna uma ferramenta proactiva extremamente vers til 52 53 Aquisi o interpreta o e registo de dados TEMPERATURA DO AR NOVO TEMPERATURA AR CAIXA MISTURA Compara o com temperaturas normais expect veis para regime de funcionamento em causa em de varia o Compara o com temperaturas normais expect veis para regime de funcionamento Compara o com press es normais expect veis para regime de funcionamento em causa em de varia o REGULAR Ventilador de insufla o REGULAR Registo motorizado de exaust o REGULAR Registo motorizado ar novo REGULAR Ventilador retorno Poss vel Alarme Perigo Poss vel Alarme Alerta STOP REGULA O REGULA O ACTUAR SOBRE ACTUAR SOBRE Accionar SISTEMA CAPACIDADE CAPACIDADE REGISTO AR NOVO REGISTO alarmes VENTILA O VENTILA O FECHAR EXAUST O f INSUFLA O RETORNO 25 50 FECHAR Alerta 25 50 25 50 25 50 Perigo Figura 6 1 Arquitectura do agente Humano m quina 6 2 Representa o matem tica das fun es de perten a fuzzy Este cap tulo tem como objectivo o estabelecim
70. asuring and maintenance function Ivara Corporation Ontario Canada Weiss G 1999 Multiagent Systems A Modern Approach to Distributed Artificial Intelligence The MIT Press ISBN 0 262 23203 0 Massachussets EUA Wooldridge M 2002 An Introduction to Multiagent Systems 2 edi o John Wiley amp Sons ISBN 0 471 49691 X Londres Inglaterra 96 Xiang Y 2002 Probabilistic Reasoning in Multiagent Systems A graphical models approach Cambridge University Press ISBN 0 521 81308 5 Cambridge Inglaterra Zilouchian A amp Jamshidi M 2001 Intelligent control Systems using soft computing methodologies CRC press ISBN 0 8493 1875 0 Boca Rat n Florida EUA 97 Anexo I Regras b sicas de delibera o optimizadas e diagn sticos para funcionamento de Ver o Inverno Regras optimizadas para UTA em funcionamento de Inverno R 0 R 1 R 2 R 3 R 4 R 5 R 6 R 7 R 8 R 9 R 10 R 11 R 12 R 13 R 14 R 15 R 16 R 17 R 18 R 19 R 20 R 21 R 22 R 23 R 24 IF x1 is NJ AND x2i is N2 AND x3 is N3 THEN y is CO IF x1 is HI AND x2i is N2 AND x3 is N3 THEN y is Cl IF x1 is NJ AND x2i is H2 AND x3 is N3 THEN y is C2 IF xl is NJ AND x2i is N2 AND x3 is H3 THEN y is C3 IF xl is LJ AND x2i is N2 AND x3 is N3 THEN y is C4 IF xl is NJ AND x2i is L2 AND x3 is N3 THEN y is C5 IF xl is NJ AND x2i is N2 AND x3 is L3 THEN y is C6 IF x1 is LJ AND x2i
71. cam uma paragem imediata da mesma assim como a activa o do alarme de perigo OUTPUTS STOP UTA Vent insufla o Ea Vent retorno Ea Registo ar novo Ea Registo exaust o Pa 0 Alarme alerta Ea I 23 40 48 076 23 43 29 254 Alarme perigo Fa 11 07 2011 11 07 2011 tus j 3 3 E a E a N 1 a I Figura 6 22 Resultados da 3 simula o com outputs correspondentes a condi es C13 C21 C24 C25 C26 80 A consola de outputs apresenta a seguinte configura o STOP UTA2 5 RED CAPAC VENTIL INSUF 2 0 RED CAPAC VENTIL RETORNO 0 RED REG AR NOVO 2 0 RED REG EXAUST O 2 0 ALARME ALERTA 0 ALARME PERIGO 4 Figura 6 23 Consola de outputs 3 simula o 4 simula o Nesta simula o observa se na sequ ncia da simula o anterior a invers o dos valores que reflectem uma diminui o dr stica da temperatura exterior Estes valores de outputs s o originados por uma condi o C3 para funcionamento de Inverno 3 a a OUTPUTS Ww 1 N m 12 07 2011 I 00 12 36 392 12 07 2011 STOP UTA Vent insufla o Ea Vent retorno Ea Registo ar novo Ea Registo exaust o Ea Alarme alerta Ea Alarme perigo Ea Figura 6 24 Resultados da 4 simula o reflectindo uma altera o online das condi es de temperatura exterior 81 6 8 2 Tempos de detec o de temperaturas desviantes Analisando os gr fico
72. com sensores adequados Interpreta o dos dados em ambiente MAS com acesso ao ambiente da gest o centralizada Interpreta o dos dados em ambiente MAS com avalia o do grau de colmata o Interpreta o dos dados em ambiente MAS com avalia o do grau estanquidade dos diversos circuitos on line Possibilidade de provocar descargas a temperaturas e press es anormais por curtos per odos de tempo Monitoriza o constante da press o com possibilidade de planear antecipadamente interven es Monitoriza o constante da press o com possibilidade de planear antecipadamente 134 Revis o dos permutadores de calor Revis o dos aparelhos de humidifica o e arrefecimento evaporativo Medi o da efici ncia Avaliar efici ncia equacionar limpeza ou outras ac es Avaliar efici ncia de sec o de humidifica o e arrefecimento Medi o das temperaturas De entrada e sa da do permutador Com sensores adequados Medi o de humidade relativa e temperatura com sensores de humidade e temperatura adequados Interpreta o dos dados em ambiente MAS com avalia o do grau de efici ncia do permutador Interpreta o dos dados em ambiente MAS com possibilidade de avaliar grau de efici ncia Monitoriza o constante das temperaturas com possibilidade de planear antecipadamente interven es Monitoriza o co
73. da temperatura de mistura da UTA Varia o da temperatura de retorno da UTA Varia o normal Varia o anormal baixa Varia o anormal alta Qualidade do ar interior Mean time Between fail s tempo m dio entre falhas XIV Cap tulo 1 Introdu o 1 1 Considera es O presente trabalho de disserta o dedicado ao estudo da manuten o proactiva em equipamentos electromec nicos para Aquecimento Ventila o e Ar condicionado AVAC Para tal prop s se a implementa o de um algoritmo inteligente recorrendo aos sistemas inteligentes Para a estrutura o do agente envolvido recorre se l gica fuzzy no dominio da Intelig ncia Artificial IA Algumas das raz es pelas quais se optou pela l gica fuzzy prendem se com a excelente presta o que esta oferece ao lidar com dados muitas vezes amb guos e imprecisos A utiliza o de sistemas fuzzy permite tamb m um controlo mais suave e efectivo dos sistemas em compara o com outros tipos de controlo mais convencionais Estes sistemas s o tamb m de mais f cil constru o e mais simples de testar tornando os sistemas mais simples e eficazes segundo Tommaso amp Nazario 1993 A l gica fuzzy deste modo indicada para controlo de temperaturas n veis de efici ncia e controlo de outros par metros reais de equipamentos electromec nicos de refrigera o onde existe normalmente uma necessidade constante de ajustamentos de parametros de set up em conte
74. das em qualquer planeamento de ac es de manuten o Langley 1999 tais como 1 Limpeza ou troca dos filtros de ar 2 Monitoriza o da queda de press o nos filtros 3 Limpeza das grelhas ou registos de entrada de ar 4 Vigilancia do desgaste de rolamentos em elementos rotativos 5 Verifica o do funcionamento da gest o t cnica centralizada caso exista 13 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 Medi o da dosifica o quimica da gua caso a UTA funcione com baterias de gua Limpeza e desinfec o dos dep sitos de gua Limpeza dos sistemas de distribui o de gua Limpeza das superficies dos motores e ventiladores Avalia o da press o e temperatura de funcionamento no compressor no caso de estarmos em presen a de baterias de expans o directa Verifica o do estado das envolventes estruturas ou partes m veis da m quina Provas de corros o de todas as partes da m quina Desinfec o de todos os sistemas de distribui o de ar ou gua Verifica o dos estados das escovas dos motores el ctricos Verifica o da medida da intensidade dos motores el ctricos a plena carga Inspec o e an lise do isolamento el ctrico Verifica o da correcta utiliza o dos fus veis e interruptores Ajustes da tens o das correias dos ventiladores Verifica o da calibragem dos fluxostato
75. de alimenta o de gua quente insuficiente e Fuga de fluido quente ou frigorig neo algures no ciclo frigor fico exterior e Forma o de gelo em zonas cr ticas C8 Temperatura de mistura anormal baixa temperatura de ar novo anormal baixa Causas prov veis e Condi es climatol gicas extremas e anormais e Registo de ar novo com anomalia e Recuperador de fluxos cruzados com anomalia e Sensor da sec o de mistura a registar anomalia C9 Temperatura de mistura anormal baixa temperatura de ar novo baixa temperatura de retorno anormal alta Causas prov veis e Recuperador de fluxos cruzados com anomalia e Registo de exaust o com anomalia e Anomalia na bateria de aquecimento ou valvularia C10 Temperatura de mistura anormal baixa temperatura de retorno anormal baixa Causas prov veis e Anomalia na bateria de aquecimento ou valvularia e Controlador com anomalia e Infiltra es algures no espa o climatizado C11 Temperatura de mistura anormal baixa temperatura de retorno anormal alta Causas prov veis e Recuperador de fluxos cruzados com anomalia e Registo de exaust o com anomalia e Registos fechados em grelhas ou difusores e Sensores com anomalias 101 C12 Temperatura de mistura anormal baixa temperatura de ar novo alta temperatura de retorno anormal baixa Causas prov veis e Anomalias na bateria de aquecimento caudal insuficiente de fluido quente e Activida
76. deliberativo com capacidades de monitoriza o O agente humano n o dispensado tentando se criar com este uma simbiose que se vai optimizando ao longo do tempo e cujo resultado se traduz numa melhoria inequ voca dos processos requisitos e tarefas inerentes manuten o 1 3 Temas abordados Nos pr ximos cap tulos ser o abordados diversos temas tais como 9 Pol ticas de manuten o comuns em AVAC e Proactividade da manuten o e Filosofias de gest o subjacentes a proactividade na manuten o Sistemas multiagente MAS L gica fuzzy Caso de estudo Manuten o proactiva de uma UTA Proposta de sistema de monitoriza o de falhas Conclus es aplica es e desenvolvimento futuro O segundo cap tulo reflecte o estado da arte em manuten o AVAC referindo os tipos de manuten o utilizados frequentemente nestes sistemas Aborda se um pouco o tema da terminologia e indicadores de desempenho KPIs Key Performance Indicators Avaliam se basicamente os tipos de manuten o utilizados com mais frequ ncia e as suas vantagens e desvantagens permitindo perspectivar uma arquitectura do agente adaptada o mais poss vel realidade industrial Aborda se tamb m o tema da avalia o da capacidade operacional de equipamentos electromec nicos de aquecimento ventila o e ar condicionado referindo tamb m as opera es de manuten o mais frequentes neste tipo de equipamentos O cap tulo tr s inc
77. des que desenvolvem calor elevado nas proximidades do registo de ar novo e Infiltragdes de ar exterior elevadas dentro do edif cio e Condi es climatol gicas anormais para a poca C13 Temperatura de mistura anormal baixa temperatura de ar novo alta Causas prov veis e Actividades que desenvolvem calor elevado nas proximidades do registo de ar novo e Condi es climatol gicas anormalmente altas para a poca e Anomalias na bateria de aquecimento ou valvularia Conjuga o de temperaturas pouco frequente sugere se a paragem do equipamento C14 Temperatura de mistura anormal baixa temperatura de ar novo alta e temperatura de retorno anormal alta Causas prov veis e Recuperador de fluxos cruzados com anomalia e Actividades que desenvolvem calor elevado nas proximidades do registo de ar Novo e Fonte de calor n o expect vel que se desenvolve algures dentro do edificio e Condi es climat ricas anormais para a poca C15 Temperatura de ar novo anormal baixa temperatura de retorno anormal baixa Causas prov veis e Registo de ar novo com anomalia e Infiltra es de ar temperatura ambiente exterior muito elevadas no edificio e Bateria de aquecimento ou valvularia com anomalia C16 Temperatura de ar novo baixa temperatura de retorno anormal elevada Causas prov veis e Registo de ar novo com anomalia 102 e Fonte de calor n o expect vel que se desenvolve algures dentro d
78. do de decidir qual a melhor op o mediante as informa es obtidas pelos agentes inform ticos e suas delibera es auxiliado pelos quadros de apoio do anexo VI e pela sua pr pria experi ncia pessoal Alarme de condi o de perigo Este alarme activado sempre que o agente assim o delibere Poder tamb m decidir pela paragem da UTA Este modo de alarme indica que est a ocorrer uma anomalia que depois de avaliada pelo agente foi considerada grave Possivelmente o agente ja deliberou anteriormente em rela o a uma poss vel interven o em alguns componentes da UTA Espera se tamb m uma decis o do agente humano em complemento ao agente 7 3 Agente humano capacidades de percep o aplicadas ao caso de estudo Os seres humanos possuem de facto uma enorme capacidade para percepcionar determinados sinais cheiros sabores vibra es e toques Junior 1995 A sensibilidade de qualquer agente de manuten o humano deve ser treinada desenvolvida e estimulada O respons vel da manuten o deve estar imbu do desta disciplina e incut la aos seus colaboradores Algumas horas de treino poder o ter um retorno de efic cia muito elevado Os sentidos humanos n o est o regra geral treinados para detectar pequenas varia es O agente humano deve ser treinado considerando especifica es quantitativas fotografias registos etc Amostragens devem ser tamb m providenciadas onde os par metros cr ticos devem ser bem vis ve
79. dros el ctricos e seus componentes Verifica es testes e reapertos dos componentes deste equipamento devem ser levadas a cabo com periodicidades m nimas semestrais An lises termogr ficas peri dicas tamb m se justificam quer pela sua rapidez quer pelo seu car cter n o invasivo de diagn stico 47 Ventiladores Verifica es do estado de rolamentos de tens o nas correias desapertos estruturais desalinhamentos empenos estado das correias e sinoblocos de suporte do ventilador devem ser efectuadas regularmente A falha de um ventilador ser detectada pelo nosso agente atrav s da diminui o ou aumento n o expect vel da temperatura de mistura ou retorno de acordo com o ventilador em causa Apoios antivibr teis Inspec es visuais regulares sem um per odo definido devem garantir o regular e eficiente desempenho destes componentes os quais podem induzir em vibra es n o esperadas e originar resson ncias sempre indesej veis Tomar especial aten o a empenos pe as met licas m veis em contacto etc O agente n o est preparado para monitorizar estes equipamentos Registos motorizados Verifica o com periodicidade m nima trimestral do bom funcionamento das l minas dos registos O agente ter tamb m a capacidade de detectar aqui alguma anomalia pela conjuga o anormal de temperaturas Rolamentos Inspec o do bom funcionamento com a garantia de que n o se excedeu largamente a vida
80. e 10 lt x3 20 27 0 se 20 lt x3 lt 0 x3 10 se 10 lt xl lt lt 20 u NI X1 30 x3 se 20 lt xl lt 30 28 0 else 0 se o lt xl lt 20 u HI X1 x3 20 se 20 lt xl lt 30 29 1 se 30 lt xl lt 0 59 6 3 Regras b sicas de delibera o do agente Neste sub cap tulo vamos definir as regras b sicas que v o reger o funcionamento do agente Estas regras baseiam se em dados adquiridos atrav s de experi ncia humana dados do fabricante anu rios climatol gicos tabelas de temperatura press es de flu do frigorig neo etc Das fun es de perten a fuzzy podemos inferir as regras descritas em 6 3 1 Foram criadas regras distintas para funcionamento de Inveno e funcionamento de Ver o tendo em vista que as temperaturas exteriores e interiores envolvidas s o substancialmente diferentes 6 3 1 Conjunto de regras para UTA em funcionamento de Inverno R 0 IF x1 is NJ AND x2i is N2 AND x3 is N3 THEN y is CO R 1 IF x1 is HJ AND x21 is N2 AND x3 is N3 THEN yis Cl R 2 IF x1 is NJ AND x2i is H2 AND x3 is N3 THEN y is C2 R 3 IF x1 is NJ AND x2i is N2 AND x3 is H3 THEN y is C3 R 4 IF x1 is LJ AND x2i is N2 AND x3 is N3 THEN y is C4 R 5 IF x1 is NJ AND x21 is L2 AND x3 is N3 THEN y is C5 No anexo I s o apresentadas as restantes regras de delibera o para a UTA em funcionamento de Inverno 6 3 2 Conjunto de regras para UTA em funcionamento de Ver o R 0 IF
81. e arrefecimento ou valvularia com anomalia C4 Temperatura anormal baixa na caixa de mistura Causas prov veis e Avaria na bateria de frio sensor ou controlador com defeito e Registo de extrac o ou retorno com anomalia e Sensor ou controlador com anomalia CS Temperatura de ar novo baixa Causas prov veis e Condi es climatol gicas extremamente baixas para a poca e Sensor com defeito ou anomalia Nota Temperatura anormal alta ou baixa refere se aos desvios para o expect vel podendo estes ser considerados reduzidos ou elevados No anexo I s o apresentados os restantes poss veis diagn sticos para a UTA em funcionamento de Ver o 6 6 Arquitectura do agente Ac es a empreender x regras de delibera o O agente vai deliberar de acordo com regras bem definidas as quais v o originar outputs que se pretendem adequados para minorar os efeitos da suposta anomalia que foi detectada pelo agente A l gica subjacente a esta delibera o a de que os estados energ ticos mais baixos podem causar menos danos Devido a esse facto o agente s delibera no sentido da diminui o das entropias presentes no sistema O estado energ tico dum sistema tende normalmente a elevar se com a ocorr ncia de acontecimentos n o desej veis Optou se por intervir apenas ao n vel dos ventiladores registos e paragem da UTA Sublinhe se tamb m que a delibera o acompanhada de alarmes de alerta e perigo que o agente ent
82. e dados cada uma delas possibilitando o registo com extens es do tipo lvm e tdms C Users pedro Documents LabVIEW Data 3 backup 4000 lvm Figura A II 3 Ficheiro de backup com extens o do tipo lvm 123 C Users pedro Documents LabVIEW Data backup_4000 tdms Fig A II 4 Ficheiro de backup com extens o do tipo TDMS que permite a importa o de dados directamente para o excel Este registo continuamente actualizado a um ritmo definido no algoritmo o qual pode variar entre uma taxa de amostragens de alguns milisegundos at uma taxa de amostragens de alguns minutos ou horas Permite assim flexibilizar o suporte inform tico adaptando o algoritmo dimens o da suporte inform tico dispon vel para backup tornando o processo de implementa o na pr tica muito menos oneroso pois o processo adapta se s condi es inform ticas existentes Seguidamente podemos observar na Figura seguinte o aspecto de um ficheiro de registo de dados onde se pode observar os sete canais seleccionados ou outputs onde constam as respectivas datas e horas de registo assim como o valor inicial antes da medi o definido por X dimension time O valor m ximo que o canal pode assumir por iner ncia definido por DELTA X e o valor do output X value ser o ltimo valor adquirido e utilizado nesta itera o Estes dados podem facilmente ser exportados para o excel sendo o formato destes reg
83. e mensagens e reenvio peri dico at que o destinat rio as receba mas traduz se regra geral numa redu o de efici ncia ao n vel da transmiss o Uma solu o de mem ria partilhada soluciona normalmente os problemas referidos anteriormente podendo no entanto comprometer confidencialidades O sistema deve prever mecanismos de controlo e vigil ncia necess rios para prevenir estas situa es Quando se comunica deve se pois levar em considera o segundo Reis 2003 e O que deve ser comunicado O agente deve raciocinar acerca do conte do das mensagens que vai enviar considerando as caracter sticas do canal sua disposi o 31 e Timing da comunica o A pondera o do timing considerando as capacidades disposi o e Defini o de quem recebe A decis o acerca do receptor da mensagem importante sobretudo quando se pretende que a comunica o a estabelecer seja bilateral e Como comunicar Caso existam v rios meios de comunica o deve seleccionar o mais eficaz Tendo em vista os objectivos desta disserta o e os resultados que se pretendem obter entendeu se que um agente com comportamento proactivo com regras de comportamento pr estabelecidas onde n o necess ria a representa o expl cita do ambiente seria o mais indicado Pretende se tamb m providenciar solu es naturais para problemas distribu dos funcionalmente Houve ainda a preocupa o de adaptar o algoritmo a uma com
84. e observar na Figura seguinte O Ti TEMPERATURARETORNO ES DOBLE fees Waveform Chart 2 i error in no erroi 3 CALCULO TEMP MISTURA Operand 1 5 Es E T2 TEMPERATURA EXTERIOR error out 7 Ed Result Cio Saio Q1 CAUDAL DE AR RETORNO M3 5 Lost Waveform Chart TEMPERATURA DE MISTURA Q2 CAUDAL AR NOVO e Q3 CAUDAL AR TOTAL per Figura V Z Ciclo WHILE para obten o da temperatura de mistura simulada considerando caudais em jogo e temperaturas de retorno e ar novo 141 Anexo VI Quadros de apoio decis o humana em contexto proactivo Os quadros seguintes fornecem algumas orienta es sobre as atitudes ac es a empreender de acordo com os diversos outputs obtidos pelo agente Utilizam se algumas abreviaturas para definir a s ac e s aconselhada s para cada condi o espec fica e IVL Aconselhada inspec o visual no local verific o de filtros correias juntas el sticas estanquidade poss veis sinais de avaria em controladores locais caso existam integridade estrutural de todos os componentes e IOB Aconselhada inspec o visual no local e medi es de alguns par metros b sicos Consumos el ctricos press es de g s frigorig neo press es diferenciais em filtros e VCE Aconselhada a verifica o das condi es exteriores UTA e que interferem directamente com o funcionamento efici ncia e efic cia tens o el ctrica da rede caudais de
85. e operacional duma m quina est correlacionada em cada instante com a sua condi o Devem ser sempre equacionados os seguintes factores e Qual o nivel de risco toler vel e Quais os riscos associados ao equipamento AVAC em quest o O equipamento critico e O equipamento redundadante e Qual a grandeza do risco associado a uma operacionalidade for ada e Qual a possibilidade de diminui o da probabilidade de acontecimento de determinado evento e de que forma podemos diminuir essa possibilidade e Qual o custo associado diminui o pretendida da probabilidade de ocorr ncia 12 Deve se analisar o problema numa ptica prim ria ou seja procurando os motivos da falha na sua raiz A Tabela 2 1 faculta algumas indica es sobre a origem de falhas em equipamentos electromec nicos Arqu s 1996 Causas Frequ ncia de ocorr ncia Falha mec nica 38 Erro operacional 26 Diversos 12 Processo divergente 10 Causa natural 7 Erro de concep o 4 Sabotagem 3 Tabela 2 1 Causas reportadas de 100 acidentes significativos em equipamentos electromec nicos 2 4 Opera es de manuten o frequentes em equipamentos electromec nicos para AVAC Relativamente s opera es de manuten o mais frequentes efectuadas em equipamentos AVAC podem se referir algumas que s o impresc ndiveis para garantir uma operacionalidade minimamente satisfat ria daqueles equipamentos e que devem ser considera
86. edi o da An lse de Mensal Sim Sensores de intensidade Interpreta o de Monitoriza o Pot ncia absorvida equipmentos de corrente el trica e dados em ambiente constante individualmente tens o MAS Utiliza o possibilidade de Interven o imediata de agentes calcular ou n o dependendo da gi indicadores especializados para decis o do agente efici ncia energ tica o efeito on line Limpeza dos Avaliar efici ncia dos Anual Sim Sensores de temperatura e Interpreta o de Monitoriza o evaporadores evaporadores press o dados em ambiente constante MAS Utiliza o possibilidade de de agente calcular indicadores especializado para de efici ncia do o efeito evaporador on line E AT E a Monitoriza o Limpeza dos Avaliar efici ncia dos Anual Sim Sensores de temperatura Interpreta o de 3 constante condensadores condensadores e press o dados em ambiente possibilidade de MAS Utiliza o de agentes especializados para o efeito calcular indicadores de efici ncia do condensador on line 132 Drenagem e limpeza do circuito das torres de refrigera o Teste dos n veis do refrigerante e leo nos equipamentos frigor ficos Teste de n veis de gua nos circuitos Teste de estanquidade dos circuitos de distribui o 2 em 2 anos Mensal Avaliar estado do Utiliza o de um sistema Fluxostato no tubo de drenagem Repor niveis Sensores de n vel de imediatamente ou n
87. emperatura de retorno e ar Novo cci 143 xi Lista de Tabelas Tabela 2 1 Causas reportadas de 100 acidentes significativos em equipamentos electromMEC nNiCoS ssa ca si La ds Cab amas pedia dl ad adaga 13 Tabela 2 2 Poupan a devida a manuten o proactiva em detrimento da manuten o reactiva em equipamentos mec nicos num grande edificio Em d lares por FL Pde potencia nominal gesso a ee 17 Tabela 4 1 Exemplo de rela o fuzzy para identifica o do grau de matura o de um Tabela A J 1 KPI s com interesse em contexto proactivo co 123 Tabela A IV 1 Poss vel aplica o de proactividade utilizando MAS a uma pol tica convencional de manuten o numa UTA 2 cece eeeee ee ee ene e eens 141 Tabela 4 VI Decis o ponderada proactiva Interven o imediata x Inspec o c Interven o n o imediata INVERNO cece cece ee ence eeeee 145 Tabela A VI 2 Decis o ponderada proactiva Interven o imediata x Inspec o c Interven o n o imediata VER O cisiiieeereees 146 Tabela AVIRA Simbolos dias estes oa a Lo E eden tee 147 Tabela A VII 2 Consumos checklist sassannesssuseapees esa masigorepenagudes puapesbitade es 148 Tabela A VIIS Check list em m quinas frigorificas ciiii ici iii 148 Tabela A VII 4 Opera es de manutengao periodicidade eee eee eee ee eee eee 149 Tabela A VIII Vida til m dia de equi
88. ende emitir depois de uma avalia o da ocorr ncia atrav s do seu processamento interno 63 Convencionou se que O Implica que nenhuma ac o ser levada a cabo para esse componente 1 Implica que o componente em quest o deve reduzir a sua capacidade de 25 2 Implica que o componente em quest o deve reduzir a sua capacidade de 50 3 Implica que um alarme deve ser activado algures na central ou remotamente indicando nos que o equipamento em quest o atingiu e ultrapassou um limite de sobreaviso relativamente aos par metros normais de opera o e podendo se estar na fase incipiente de uma qualquer anomalia 4 Implica que um alarme deve ser activado algures na central ou remotamente indicando nos que o equipamento em quest o atingiu um limite considerado de avaria iminente ou qualquer outro factor que represente risco elevado para pessoas ou bens O agente humano deve ponderar interven o imediata de acordo com tabelas de interven o 5 Indica nos que a UTA deve deixar de funcionar pela conjuga o dos desvios de temperatura em rela o aos valores expect veis pressupondo uma anomalia grave A tabela 6 1 resume as poss veis ac es resultantes da delibera o do agente ACTIVAR ACTIVAR REDU O REDU O MANTER ALARME ALARME COMPONENTE REGME CAPACIDADE CAPACIDADE CENTRAL CENTRAL STOP 25 50 PRIORIDADE PRIORIDADE M DIA ALTA UTA 0 5 Ventil 0 4 Retorno
89. ento de grupos e regras fuzzy que permitam ao agente adquirir a sua capacidade deliberativa Segundo arquitectura do agente proposto na figura 6 1 Considerou se que os tr s par metros a controlar na UTA s o gt T da caixa de mistura gt Temperatura de ar novo gt Temperatura de retorno Estes tr s par metros ser o medidos por tr s sensores distintos que passaremos a designar por e Sensor de T de mistura e Sensor de T de ar novo e Sensor de T de retorno Caso a percentagem de varia o de algum destes par metros medidos seja superior a um determinado valor pr definido considerar se que ocorreu uma situa o an mala no sistema Poderemos considerar que os dados obtidos por estes sensores podem ser classificados como 1 Valores anormais considerados baixos relativamente varia o para o set point ou varia es expect veis 2 Valores considerados normais relativamente varia o para o set point ou varia es expect veis 3 Valores anormais considerados altos relativamente varia o para o set point ou varia es expect veis 54 6 2 1 Sensor de Temperatura de mistura X1 Na Figura 6 2 pode se observar as fun es fuzzy do tipo triangular da sec o de mistura T a Mistura AN u 1 Ni Li Hi gt 20 25 30 xi Fig 6 2 Fun es fuzzy triangulares Temperatura mistura Deve ser levada em conta a idade da m quina flutua o da amplitude t
90. eo Dis EE es Nets Gee Giaticen ALR DD pra bass ce dessas ase ey Geese 111 Terminologia sninn a R Si sa sadia cotadas sata Leao EEEE 111 Indicadores e KPE S onte saben Ega RA Rugai avant aa SiS Eu oe 117 ANELO TM Divas ars a cassada E Da e RD a gate ur ct gd ia 122 Registo de dados iisese sepasdira a saguainrd aa asas a patas A rias a ade ne paa dra aaa tada 122 Considera es ses tess ciate io ns PIS OCA Ad 122 ANEXO TIV regine la STO E E E E 128 Possibilidade de aplica o de m todos proactivos a um equipamento com plano convencional de manuten o n o proactiva esesesesesreeresrerserererrersersreses 128 Plano convencional de manuten o x preventiva x proactividade 128 ANEL VS ea arara dai Gaul o cea did Rad ER a ua ENEE 140 C lculo aproximado de Temperatura na sec o de mistura 140 M todo de c lculo utilizado assis sondas lisina aonde 140 ACO o ty NE o re Ri AD are ET 142 Quadros de apoio decis o humana em contexto proactivo 142 AMENO VIR oiii Ba da a A eich heli ada dade o a te le 146 Periodicidade de verifica es medi es e manuten o em equipamentos PONV A ga a e a da aE crddeasndgns 145 dE o ef o RPE RA PRE RD ED RENT e O OR SD RE NES ss ates aiid RR e 145 vii PATON MTD oa Seis EE EE RCA do a a Vi RR do dvd date Rd Ra eae 148 Ciclos de vida para equipamentos electromec nicos utilizados em UTA s e outros equipamentos AV AC gt
91. er politica de manuten o preventiva proactiva adoptada em AVAC se considere o seguinte Cabral 1998 e Defini o tanto quanto poss vel de avarias a detectar em cada equipamento v lvulas ventiladores baterias registos etc e Defini o das melhores t cnicas a aplicar e Instrumenta o adequada e Tratamento da informa o tipo de bases de dados linguagem e Procedimentos de medida standard para todos os equipamentos semelhantes e Planeamento das inspec es e Forma o e sensibiliza o dos agentes humanos e utilizadores Podemos observar na Figura 2 4 o aspecto de um software de monitoriza o de par metros operacionais em UTA s 18 Air Handling Unit 7 OSTA POE ag JO UM lt i q 1555 Figura 2 4 Software de monitoriza o de uma UTA em ambiente Windows Morphfx 2011 No cap tulo seguinte analisam se os sistemas multiagente os quais s o definitivamente uma ptima solu o para a constru o de um algoritmo inteligente para gerir de forma proactiva a manuten o de equipamentos electromec nicos feita uma reflex o sobre o tipo de agente que mais interessa aos objectivos que se pretendem atingir nomeadamente a proactividade e a optimiza o da manuten o de equipamentos electromec nicos destinados a AVAC por v rios motivos e Possibilitam uma modularidade de constru o ao n vel da programa o permitindo acrescentar agentes de uma forma f cil e robust
92. erg ticos conduziram nos a um patamar onde a manuten o cada vez mais uma preocupa o de primeira linha de engenheiros gestores e t cnicos de manuten o Chadderton 2000 A import ncia da adop o de boas pol ticas de manuten o com custos controlados tornou se crucial em qualquer instala o de pequeno m dio ou grande porte Refira se por exemplo o caso de centros hospitalares centros inform ticos e de telecomunica es ou unidades produtivas com actividades consideradas cr ticas onde as actividades de manuten o s o cruciais e podem em determinados casos p r em causa a seguran a de bens ou pessoas Nestes casos a proactividade dever assumir o seu expoente m ximo devendo as actividades de manuten o adquirir claramente uma faceta preventiva Monchy 1996 A efici ncia destes sistemas pois assumidamente crucial A inform tica assume por tudo isto um papel de relevo com os habituais sistemas de gest o centralizada de apoio s actividades de manuten o como exemplificado na Figura 2 1 Neste perspectiva os MAS ser o num futuro muito pr ximo uma ferramenta indispens vel Controller 49141 rf JEA DMP Position EF 2 Status ON EA Leaning EA Entes tea ion EF 142 StatStop Start TEDN RA Temp PAHum 0 0 Rh 0 0 SRh E oa sai 00 CFM x DOF he 0 0 crm 05 RA DMP Pos foo Open gt SA Estering Res D anwar is a pig TEI a SA Loading Figura 2 1
93. escrever a constitui o de uma unidade de tratamento de ar vulgarmente designada por UTA que por defini o pode ser uma unidade aut noma ou n o constitu da por diversos equipamentos agrupados numa determinada sequ ncia pr definida possuindo controlo pr prio Uma UTA pode incluir ventiladores bombas baterias de aquecimento baterias de arrefecimento lavador de ar ou injectores caixa de mistura recuperador de calor sens vel ou ent lpico v lvulas e controlo tamb m abordada a problem tica associada periodicidade de manuten o dos equipamentos que a constituem O objectivo principal desta disserta o a demonstra o da possibilidade de construir atrav s da IA um algoritmo inform tico em Labview que fazendo uso das capacidades do s seu s agente s nos vai permitir avaliar os dados que vao sendo compilados durante o funcionamento da nossa unidade de tratamento de ar estabelecendo assim um sistema Sumathi amp Surekha 2007 que tem por objectivo o diagn stico autom tico de avarias assim como a minimiza o dos seus efeitos imediatos agindo sobre os seus componentes fundamentais nomeadamente ventiladores e registos optimizando o seu deficiente funcionamento Optou se pela an lise das seguintes temperaturas e Temperatura da sec o de mistura e Temperatura de retorno e Temperatura de ar novo Ser o considerados os desvios destas temperaturas para al m do expect vel em cada momento e para cad
94. estrutura na observa o de marcadores externos controlo de condi o E essencial que os dados recolhidos possam servir para a caracteriza o de um estado sem grandes margens de erro Devem se evitar tomadas de 11 decis o pouco reflectidas e que possam acarretar custos elevados os quais certamente n o ter o o retorno esperado No entanto os marcadores vis veis exteriormente nem sempre se traduzem em factos suscept veis de serem avaliados com um elevado grau de confian a al m de que a sua medi o se verifica ser por vezes uma tarefa bastante complexa tornando a politica preditiva uma tarefa extremamente rdua A escolha dos m todos utilizados no controlo de condi o an lise de vibra es termografias e ensaios n o destrutivos ultra sons ferrografias etc varia de caso para caso pelo que correcto afirmar que a manuten o preditiva um m todo que se baseia na operacionalidade do equipamento e dos seus sistemas com o intuito primeiro de optimiza o de todos os processos associados manuten o dos mesmos Arqu s 1996 Trata se pois de uma pol tica de manuten o que se baseia na modifica o de par metros de condi o ou desempenho cujo acompanhamento sistem tico e planeado sendo um dos seus principais objectivos permitir que o equipamento opere continuamente durante o maior intervalo de tempo poss vel 2 3 Avalia o da capacidade operacional de equipamentos sistemas A capacidad
95. gt uB 4 LA se e s se 4A gt uB HA v uB max LA uB HA se e s se 4A lt uB 5 36 Dois tipos de fun es tamb m muito utilizadas em l gica fuzzy s o Fun o Bell 1 ell 6 A 1 x 0 1 73 6 A e Fun o triangular utriangular As cl lt x lt 9 2 7 utriangular E 39 2 lt x lt 8 8 Podemos observar de seguida na Figura 4 4 o aspecto de fun es de perten a fuzzy do tipo triangular que v o ser utilizadas na constru o do agente e tipo Bell ooo 1 Figura 4 4 Exemplos de fun es de perten a fuzzy do tipo triangular triangular com patamar constante de perten a m ximo e Bell Cruz amp Figueroa 2010 37 4 4 1 Propriedades dos grupos fuzzy Segundo Bojadzyev amp Bojadzyev 1995 Grupo vazio se a fun o assumir o valor zero em todo o seu dom nio A 0 seuA x 0 Vxe X 9 Grupo fuzzy normal se a fun o assumir pelo menos num dos elementos do grupo o valor 1 uA x 1 10 Reuni o de dois grupos fuzzy a reuni o de dois grupos A e B do mesmo universo de discurso X resulta noutro grupo fuzzy onde o grau m ximo de perten a definido pelos elementos dos dois grupos uA U UB x A x v UB x 11 Intersec o de dois grupos fuzzy Representa o valor minino do grau de perten a de cada valor x do universo comum aos dois grupos uA A UB x WA x A uB x 12 Complemento de um grupo fuzzy re
96. heating ventilation and air conditioning systems KTH Division of building services Engineering Royal Institute of technology Estocolmo Su cia Monchy F 1996 La fonction maintenance Formation la gestion de la maintenance industrielle Masson ISBN 2 225 85518 8 Paris Fran a Morphx 2011 Supervisor software 963 disponivel em http www morphfx co uk 94 NIST The National Institute of standards amp technology 1995 Life cycle costs d sponivel em http www nist gov Oughton D R amp Hodkinson S 2002 Heating and air conditionong of buildings 9 Edi o Butterworth Heinemanh ISBN 0 7506 4642 X Oxford Inglaterra Peabirus 2011 Nativos x emigrantes digitais disponivel em http www peabirus com br Piotrovsky J 2001 Proactive maintenance for pumps Archives dispon vel em http www maintenanceworld com Piper P E 2009 Maintenance and energy savings diponivel em www Facilities net com Patton J D 1995 Preventive Maintenance The International Society for Measurement and Control 2 edi o ISBN 1 55617 533 7 EUA Reis L P 2003 Coordena o em sistemas multiagente Aplica es na gest o Universit ria e Futebol Rob tico Tese de Doutoramento Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto Porto Portugal Rocha M amp Cortez P amp Neves J M 2008 An lise Inteligente de Dados 1 edi o FCA editora ISBN 978 972 722 278
97. i es consideradas cr ticas como muitas vezes o caso dos equipamentos AVAC por exemplo em hospitais Na Figura 2 2 pode se observar duas UTA s em controlo de condi o simult neo Figura 2 2 Manuten o preventiva com recurso a monitoriza o Mitplce 2011 10 2 2 2 2 Manuten o preventiva condicional em equipamentos AVAC o tipo de manuten o que se baseia na utiliza o de dados reais obtidos on line ou n o acerca do estado do equipamento autodiagn stico informa o fornecida por sondas sensores diversos an lise de vibra es etc N o se conhece partida a lei da degrada o destes equipamentos e a sua previs o revela se extremamente complexa pelo que este um tipo de manuten o onde se valoriza imenso a experi ncia do operador que regra geral fundamenta os diagn sticos mais complexos Na Figura 2 3 pode observar se a imagem termogr fica de um compressor a qual nos fornece diversas informa es como por exemplo as temperaturas em jogo e as zonas de aquecimento anormal que podem indiciar avarias De referir que esta ferramenta adapt vel s condi es do ambiente MAS permitindo aos agentes a interpreta o das diversas zonas e cores uma pol tica de manuten o eficaz mas de implementa o algo complexa Figura 2 3 Termografia dum compressor Stuart 2011 2 2 3 Manuten o preditiva em equipamentos AVAC E a pol tica de manuten o que se
98. ia pretendidos que desde que criteriosamente utilizados identificam tamb m objectivamente onde se deve intervir para eliminar poss veis lacunas n o detect veis facilmente de outra forma De acordo com Weber amp Thomas 2005 podemos sumarizar as caracter sticas e objectivos dos indicadores mais significativos num contexto proactivo que no mbito do presente trabalho se pode resumir Tabela A J em anexo De igual forma remete se para o Anexo II os respectivos KPI s e tabelas 2 2 Tipos de manuten o comuns em AVAC De uma forma geral podem se agrupar da seguinte forma as opera es de manuten o relativamente ao modo de abordagem de resolu o de avarias que possam ter ocorrido ou que tenham uma probabilidade de vir a ocorrer Stoneham 1998 e Manuten o correctiva e Manuten o preventiva sistem tica e Manuten o preventiva condicional e Manuten o preditiva 2 2 1 Manuten o correctiva em equipamentos AVAC Esta a forma mais bvia e prim ria das opera es de manuten o podendo se traduzir basicamente pela repara o da avaria ap s a sua ocorr ncia E geralmente a forma mais onerosa de manuten o Dhillon 2006 originando normalmente Uma utiliza o inferior expect vel em rela o s m quinas e equipamentos que constituem o sistema AVAC Uma diminui o da vida til dos equipamentos e instala es Paragens obrigat rias dos equipamentos completamente aleat rias q
99. ibuir para tornar a manuten o destes equipamentos AVAC o mais proactiva abrangente e objectiva poss vel com benef cios bvios para todos os intervenientes directos ou indirectos 91 Bibliografia Arqu s P 1996 Diagnostic Pr dictif de L tat Des Machines 1 edi o Masson ISBN 2 225 85367 3 Paris Fran a Bojadziev G amp Bojadziev M 1995 Fuzzy Sets Fuzzy Logic Applications 1 edi o World Scientific ISBN 9810223889 Londres Inglaterra Cabral J P S 1998 Organiza o e Gest o da Manuten o 2 edi o Lidel edi es t cnicas ISBN 972 757 052 6 Lisboa Portugal Carrier Air Conditioning Company 1999 Manual de aire acondicionado 1 edi o Marcombo Boixareu Editores ISBN 84 267 0115 9 Barcelona Espanha Chen G amp Pham T 2000 Introduction to Fuzzy Sets Fuzzy Logic and Fuzzy Control Systems CRC Press ISBN 0 8493 1658 8 Houston Texas EUA Chadderton V D 2000 Manual Pr ctico Del Aire Acondicionado Frio Y Calor 1 Edi o A Madrid Vicente Ediciones ISBN 84 87440 93 2 Madrid Espanha Cook J P 2009 Monitoring Preventive Maintenance Effectiveness Proactive approach studies corrective maintenance orders on components in the PM program Dispon vel em http www indianpointenergy net entergy Cruz P P amp Figueroa F D R 2010 Intelligent control systems with Labview 1 edi o Springer ISBN 978 1 84882 683 0 Cidade do M xico M xic
100. icada baseia se na utiliza o de t cnicas de intelig ncia artificial nomeadamente dos sistemas multiagente O algoritmo utilizado e testado foi construido em Labview utilizando um kit de ferramentas de controlo inteligente para Labview O sistema proposto validado atrav s de um simulador com o qual se conseguem reproduzir as condi es reais de funcionamento de uma UTA Palavras chave Manuten o proactiva Sistemas multiagente Unidade de tratamento ar L gica fuzzy Abstract In the current days the HVAC Heating Ventilation and Ar Conditioning equipment have a great influence in the conception development and maintenance of any building no matter how small it is Thus it is necessary some system optimization due to a high necessity to rationalize costs The reliability needed in these systems turn necessary to find more ways to make the maintenance more efficient and proactively detect the faults that could brake the good performance of these installations Therefore it is a real need to detect as soon as possible these faults forecasting it s occurrence in a pre defined horizon with knowledge and cause knowing It is in this dominium that this thesis tries to find solutions for the maintenance of these equipments in a proactive way The structuring idea is trying to act as soon as possible changing the monitored equipment behaviour trying to reduce non expected deviations by actuating directly on the system us
101. ide sobre a tem tica dos sistemas multiagente MAS com o objectivo de enquadrar o tipo de agente seleccionado onde s o abordados temas como tipo de sistemas comunica o em MAS arquitecturas do sistema de comunica o e tipos de mensagens entre outros O cap tulo quatro debate a l gica fuzzy que foi seleccionada pela sua simplicidade robustez e adequa o ao caso de estudo indicando alguns exemplos de aplica es fuzzy na ind stria e sublinhando a sua relev ncia no contexto da avalia o de temperaturas entre muitos outros Abordam se os conceitos fuzzy as opera es mais relevantes as fun es mais utilizadas que v o suportar a arquitectura do agente as opera es de fuzifica o e desfuzifica o e as propriedades rela es dos grupos fuzzy Na sequ ncia do cap tulo anterior o cap tulo cinco apresenta o caso de estudo com considera es gerais e uma abordagem periodicidade de manuten o dos constituintes fundamentais de uma UTA O cap tulo sexto dedicado problem tica subjacente arquitectura do agente envolvido regras de fuzifica o delibera o an lise de resultados luz de valores simulados diagn stico de poss vel avaria ou falha optimiza es diversas devido proactividade imposta pelo agente etc Pode se observar tamb m a forma como se estruturou o agente em fun o das regras de delibera o impostas Representam se matematicamente as fun es de perten a fuzzy para os divers
102. ing fault tolerant control intelligent agents In the case study it is tried to accommodate the functioning of a Air Handling Unit AHU to the detected faults promoting the integral shutdown only as last resource The used architecture is based on artificial intelligence techniques namely multi agent systems The used and tested algorithm was built in Labview using the Intelligent Control ToolKit for Labview ICTL The proposed system is validated in a simulator where we can reproduce an AHU in real operating conditions Key words Proactive maintenance Multiagent systems Air Handling Unit fuzzy logic ii Agradecimentos Agrade o publicamente ao meu orientador Prof Doutor M rio Mendes e ao meu co orientador Prof Doutor Jos Sobral o apoio prestado durante a elabora o do presente trabalho De facto motivaram me de um modo extraordin rio e facilitaram o meu trabalho conduzindo me sempre pelo caminho mais correcto A eles o meu mais sincero e franco obrigado Um agradecimento tamb m minha fam lia sobretudo ao meu filho pelas longas tardes e noites de companhia e palavras de apoio Um obrigado muito especial tamb m a todos os t cnicos de manuten o que de uma forma paciente me facultaram dados e transmitiram alguma da sua vasta experi ncia na manuten o deste tipo de equipamentos Obrigado Manuel da Luz Filipe Moreno Eng Rafael Fur o por todo o tempo dispensado e informa es que me transmitira
103. iros est o cada vez mais interessados em criar m todos e t cnicas que permitam a computa o de dados com graus de incerteza diversos recriando os mais diversos fen nemos naturais e artificiais Avaliar altera es de condi es de funcionamento quantific las entender e apreender toda esta quantidade de informa o extremamente importante para uma actividade como a manuten o sobretudo quando o objectivo diagnosticar anomalias ou falhas encarando a sua resolu o numa perspectiva proactiva E neste contexto lato que a teoria fuzzy tem a a sua grande mais valia permitindo que determinada fun o possa pertencer a determinado conjunto com valores que podem variar entre O e 1 wf 0 1 esta regra traduz e generaliza os princ pios da teoria fuzzy O professor Lofti A Zadeh sugere no seu princ pio da incompatibilidade Quanto mais de perto examinamos um problema no mundo real mais nos aproximamos de uma solu o do tipo fuzzy sugerindo que a complexidade inversamente proporcional ao know how que possu mos sobre determinado problema ou sistema Quando a complexidade dos sistemas elevada os dados n o s o abundadantes tornando se vagos Podemos utilizar este tipo de l gica para manipular estas informa es como o caso de uma avaria num sistema electromec nico para AVAC Na Figura 4 1 podem se 33 observar fun es fuzzy aplicadas avalia o de temperaturas o que se pode perfeitamente enqu
104. is atrav s de fun es l gicas booleanas Um Led aceso na consola de cor vermelha reflecte probabilidade de anomalia ou anomalia efectiva um led aceso de cor verde reflecte condi es de operacionalidade normais quando o n mero inteiro obtido superior a zero acende se um led de cor vermelha caso contr rio ser um led de cor verde a acender indicando normalidade no funcionamento da UTA Pode se observar este pormenor na Figura 6 12 Nesta figura pode se observar tamb m o painel de sa da outputs completo do agente 712 Write To Measurement ee Ar File7 RED REG AR NOVO Gs p Enable GRAVAR E ALARME ALERTA a Defuse i gt E ts E GRAVAR RARA ALARME PERIGO E Figura 6 12 Painel de outputs e registo de dados 6 7 1 Simulador Foram utilizados sensores simulados para reproduzir as condi es que se poderiam obter em ambiente laboratorial Bot es do tipo Knob com uma escala de O a 100 C simulam sinais de temperatura ou em alternativa arrays do tipo controlo num rico que nos permitem uma sintonia fina dos sinais que simulam a temperatura feita uma compara o das temperaturas medidas com as temperaturas expect veis para um dado regime de funcionamento Para os valores de refer ncia estimam se valores expect veis de acordo com os valores combinados de ar novo sec o de mistura e sec o de retorno A diferen a ou erro entre os valores
105. is diferenciando o bom do razo vel e do mau O tipo de decis o a tomar deve ser do tipo aceit vel n o aceit vel Este tipo de decis o apoiada e ponderada um auxiliar precioso para aumentar a efic cia do agente inform tico o qual apesar de poder deliberar sozinho n o 87 possui a experi ncia humana Esta simbiose permite atingir resultados muito positivos numa ptica proactiva e preditiva de detec o de anomalias ou desvios de set point que possam traduzir desgaste avaria ou mau funcionamento de qualquer constituinte da UTA 7 4 Necessidade de um planeamento de manuten o aplicado ao caso de estudo A preditividade com car cter proactivo requer dados consistentes e concisos com o m nimo ru do ou interfer ncias poss veis Atrav s do registo de dados dispon vel em quantidade suficiente ser poss vel prever anomalias desde que sejam provocadas por desgaste ou funcionamentos intermitentes originados por defeitos n o detect veis pelos processos comuns de inspec o ainda essencial para que a utiliza o deste algoritmo seja bem sucedida Haines amp Hittle 2003 e para que possa sobretudo contribuir para um aumento de efic cia pretendido na pol tica de manuten o adoptada que 1 Exista uma listagem de todos os componentes fundamentais da UTA e dos respectivos intervalos considerados para as interven es preventivas recomendados pelo fabricante Estes componentes s o aqueles onde
106. istos configur vel atrav s das propriedades do VI write to measurement file Travis 2002 LabVIEW Measurement Writer Version 2 Reader Version 2 Decimal Separator Multi Headings Yes X Columns Multi Time Pref Absolute Operator pedro Date 2010 09 03 Time 22 16 52 4213404655456542969 End of Header Channels 7 Samples 1 1 1 1 1 al k Date 2010 09 03 2010 09 03 2010 09 03 2010 09 03 2010 09 03 2010 09 03 2010 09 03 124 Time 22 17 16 6727275848388671875 22 17 16 6727275848388671875 22 17 16 6727275848388671875 22 17 16 6727275848388671875 22 17 16 6727275848388671875 22 17 16 6727275848388671875 22 17 16 6727275848388671875 X_Dimension Time Time Time Time Time Time Time X0 0 0000000000000000E 0 0 0000000000000000E 0 0 0000000000000000E 0 0 0000000000000000E 0 0 0000000000000000E 0 0 0000000000000000E 0 0 0000000000000000E 0 Delta X 1 000000 1 000000 1 000000 1 000000 1 000000 1 000000 1 000000 End of Header X Value Untitled X Value Untitled 1 X Value Untitled 2 X Value Untitled 3 X Value Untitled 4 X Value Untitled 5 X Value Untitled 6 Comment 0 000000 0 000000 0 000000 1 000000 0 000000 0 000000 0 000000 2 000000 0 000000 2 000000 0 000000 3 000000 0 000000 0 000000 Channels 7 Samples 1 1 1 A a E 1 Date 2010 09 03 2010 09 03 2010 09 03 2010 09 03 2010 09 03 2010 09 03 2010 09 03 Time 23 12 14 189334869384765625 23 12 14 1893348693
107. libera o 66 CENTRAL OU REMOTO PRIORIDADE CENTRAL OU REMOTO PRIORIDADE REGISTO DE REGISTO DE VENTILADOR p 2 A lt e gt gt CONDI O T AR NOVO EXAUSTAO AR NOVO v S z E a STOP UTA MISTURA Desvio Desvio Tabela 6 3 UTA em funcionamento de Ver o Inputs X outputs Delibera o 67 6 7 Funcionamento do agente Algoritmo Labview ICTL Neste subcap tulo descreve se o processo de constru o do agente algoritmo em Labview sublinhando os aspectos mais importantes da programa o e as caracter sticas mais significativas das subrotinas em quest o designadas por VT s Utilizou se o Intelligent control toolkit for Labview ICTL da Tribal Engineering com o objectivo de simplificar a estrutura o das unidades de programa o tornando as mais din micas directas simples e compactas Foi constru do tamb m um simulador com o intuito de simular temperaturas medidas on line assim como de estabelecer uma compara o com temperaturas expect veis para o regime de funcionamento considerado Mihura 2001 Este simulador permite nos obter temperaturas de mistura expect veis com uma aproxima o muito aceit vel processo descrito em pormenor no anexo V C lculo aproximado de Temperatura de mistura considerando temperaturas exteriores e temperaturas de retorno atrav s de um balan o destas com os respectivos caudai
108. ls Description wf_xcolumns 5 Untitled 8 One 6 7 8 9 Untitled Channel Datatype Unit Length Minimum Maximum Description Ni_ChannelName NI_ExplsRelativeTime NI ExpStartTimeStamp NI ExpTimeStamp NI ExpXDimension wf Time DT_DATE s 10 Untitled DT DOUBLE Untitled O 13 07 2011 12 56 52 300 AM 13 07 2011 12 56 52 354 AM t 11 Untitled1 DT DOUBLE Untitled 1 O 13 07 2011 12 56 52 268 AM 13 07 2011 12 56 52 354 AM t 12 Untitled2 DT DOUBLE Untitled 2 O 13 07 2011 12 56 52 237 AM 13 07 2011 12 56 52 354 AM t 13 Untitled3 DT DOUBLE Untitled 3 O 13 07 2011 12 56 52 341 AM 13 07 2011 12 56 52 354 AM t 14 Untitled4 DT DOUBLE Untitled 4 O 13 07 2011 12 56 52 353 AM 13 07 2011 12 56 52 354 AM t 15 Untitled5 DT DOUBLE Untitled 5 O 13 07 2011 12 56 52 174 AM 13 07 2011 12 56 52 354 AM t 16 Untitled 6 DT DOUBLE Untitled 6 O 13 07 2011 12 56 52 206 AM 13 07 2011 12 56 52 354 AM t 17 Implicit Start Interval Length 18 Time 0 1 14 gt 11 pedro m root Unttled 73 Pronto oa im y e ua gt O lim S BRA amam Figura 6 25 Folha de c lculo com valores de detec o importados do algoritmo 6 8 3 Anomalias detectadas As anomalias detectadas pelo simulador podem ter v rias origens Podemos observar as condi es de diagn stico de funcionamento de Ver o e Inverno nas sec es 6 4 e 6 5 e respectivo anexo 83 Capitulo 7 Conclus es aplica es e desenvolvimento futuro 7 1 Considera es Os resultados obtido
109. m com a maior exactid o poss vel Obrigado ao Dan Abir Juan Dr Pedro Ponce Cruz da Tribalengineering por todo o suporte prestado na fase inicial desta tese quando decidi adquirir o extraordin rio software que possuem Dedico este trabalho a todos aqueles que de uma forma ou outra me ajudaram ou apoiaram com informa o apoio e incentivo e contribu ram positivamente para o resultado final Espero n o os desiludir iii Indice RESUMO conspirar ive niinsceytiver a see EAG AT E E ET i A TIE ETO E a N O AN S E ii Agradecimentos e ae Bick ce ee wide sce E EE E EN EE EEE E EE iii Eta AA EE EE E Oe T T E iv MEAS Ae eitea i K A E E E ix Lista de Tabe las antas a T S E E R casdeacutes xii Lista de simbolos sinccr iisisti andas icons aS Esa Ea sE aS isian xiii Lista d Abreviaturas ssa saias o snes a EEIE o EESE Ea edt xiv Capitulo Tuinen i e A a DAN E E OS a ane ees 1 WI MOGIEC AO sion cence e RPE CARRO ENE RE DEDE SR E a a S AOE 1 Me MEAS ORS USE AG OSS en assess a ale geet esas Pa E asec a ese es 1 1 2 Objectivos PHO POS UO Sisal on usas AGO aaa vases Ges AREA base esas ees 1 1 3 Temas abordados amigas aa lo ene tole alan Mette els 2 Cap tulo 2 nsnsi n a a E a AEE A doomed E A na 5 Estado da arte da manuten o em sistemas AVAC rear 5 2 1 Manuten o de Sistemas AVAC ssssssssssesssesesseeessressressereseresseeesseessresseeeseee 5 2 1 1 Defini es e indicadores utilizados em manuten o
110. ma a permitir uma constru o ordenada e estruturada de um registo hist rico de ocorr ncias Unidade de tratamento de ar Equipamento constitu do por diversos m dulos agrupados numa dada sequ ncia possuindo controlo pr prio 44 O equipamento poder ter uma configura o diversificada de acordo com especifica es de projecto especifica es de clientes imposi es legais etc Apresenta se a seguir o esquema gen rico de uma unidade de tratamento de ar De salientar que uma UTA n o mais do que um conjunto de m dulos cada um com fun es espec ficas no condicionamento e tratamento do ar a insuflar em espa os habitados por humanos ou n o e onde o grau de exig ncia do cumprimento de limites impostos s caracter sticase requisitos do ar tratado nestes equipamentos pode variar muito A UTA poder ter uma disposi o relativa muito diferenciada das suas v rias sec es de acordo com os seus objectivos de projecto Pretende se demonstrar que poss vel a utiliza o de agentes inteligentes em sistemas AVAC tendo em vista a proactividade na sua manuten o Aspecto gen rico de uma UTA Figura 5 1 Unidade de Tratamento de ar UTA Sandometal 2010 Legenda 1 Registo motorizado de ar novo 2 Sensor de temperatura de ar novo 3 Pr filtro e pressostato de ar novo 4 Registo motorizado do recuperador e do by pass do recuperador 5 Recuperador de calor de fluxos cruzados 6 Sensor de
111. medidos simulados e de refer ncia estimados avaliada pelo agente 73 Simula o das condi es de sec o de mistura Esta zona do simulador serve para simular condi es de operacionalidade que possam ocorrer na sec o de mistura A Figura 6 13 ilustra a linguagem gr fica utilizada SIMULADOR TERM METRO SENSOR CXA MIST E TEMPERATURA Op es para MEDIDA P SENSOR sintonia de CAIXA MIST temperaturas SINTONIA FINA m PL amp 1 100 SIMULADOR TERM METRO TEMP DER EA SET POINT ESPERADA es Indicadores do REGIME ACTUAL i A f l FUNCIONAMENTO painel frontal rmula do tipo permite obter a man metro percentagem de desvio em causa Figura 6 13 Simulador de Temperatura da sec o de mistura As temperaturas de mistura s o calculadas de acordo com as temperaturas de retorno e ar novo requeridas observando a esta o do ano e caudais de ar novo e extrac o envolvidos tornando os dados coerentes Este processo est descrito em pormenor no anexo V Repare se da observa o da Figura 6 14 que os valores medidos podem ser adquiridos atrav s de um bot o do tipo Knobb ou em alternativa atrav s de um indicador num rico que nos permite um pouco mais de sensibilidade na selec o destes valores Os dados s o observ veis na consola atrav s de indicadores do tipo man metro Os dois sinais simulados s o de seguida comparados e obtida uma percentagem de
112. nstante da humidade relativa com possibilidade de planear antecipadamente interven es e ou outras ac es Revis o e limpeza dos aparelhos de 135 Avalia o da efici ncia dos 2 em 2 anos Utiliza o de sensores de temperatura em zonas Interpreta o dos dados em ambiente Monitoriza o constante da recupera o de calor Revis o das unidades terminais gua ar recuperadores Avalia o da efici ncia das unidades 2 em 2 anos crit cas dos recuperadores Utiliza o de sensores de temperatura em zonas crit cas dos recuperadores tais como entrada e sa da da bateria MAS com possibilidade de avaliar grau de efici ncia dos aparelhos Interpreta o dos dados em ambiente MAS com possibilidade de avaliar grau de efici ncia das unidades combinando outros par metros em jogo na envolvente temperatura com possibilidade de planear antecipadamente interven es ou qualquer ac o combinada para minorar efeitos negativos subjacentes condi o actual Monitoriza o constante da temperatura com possibilidade de planear antecipadamente interven es e ou outras ac es para minorar impacto da anomalia Revis o das unidades terminais de distribui o de ar 136 Avalia o da efici ncia das unidades 2 em 2 anos Utiliza o de sensores de press o diferencial Interpreta o dos dados em ambie
113. nte MAS com Monitoriza o constante da press o diferencial possibilidade de avaliar grau de efici ncia das unidades combinando outros par metros em jogo na envolvente com possibilidade de planear antecipadamente interven es e ou outras ac es para minorar impacto da anomalia Revis o e limpeza das unidades de impuls o de ar Avalia o de efici ncia da unidade Sensores de press o Interpreta o dos diferencial dados em ambiente MAS com possibilidade de avaliar grau de efici ncia das unidades combinando outros par metros em jogo na envolvente criando regras especificas para efici ncia pretendida Monitoriza o constante de um conjunto de dados de forma a permitir aferir acerca do estado de limpeza e bom funcionamento das unidades 137 Revis o dos Avalia o de equipamentos efici ncia dos aut nomos equipamentos aut nomos Revis o de bombas Avalia o da pot ncia e ventiladores com absorvida pelo a medida de equipamento pot ncia absorvida 2 em 2 anos Mensal Sensores comuns Interpreta o dos Temperatura press o e dados em ambiente humidade MAS com possibilidade de avaliar grau de efici ncia dos equipamentos aut nomos criando regras b sicas para o efeito Sensores adequados para Interpreta o dos avalia o de intensidade dados em ambiente de corrente e tens o MAS com possibilidade de
114. nterno Xiang 2002 23 Figura 3 2 Estrutura de um agente cognitivo Weiss 1999 3 1 2 Agentes do tipo reactivo Os agentes reactivos fundamentam se em modelos de organiza o biol gica formigas cupins abelhas etc que possuem estruturas funcionais que se baseiam na dualidade est mulo resposta As suas principais caracter sticas s o de acordo com Ferber amp Gasser 1995 e Previsibilidade do conhecimento possuem regras de comportamento e definem de uma forma directa o comportamento dos agentes intervenientes e O ambiente n o possui uma representa o explic ta e N o possuem registo das ac es este tipo de agentes n o regista ac es passadas nem futuras e A sua capacidade de organiza o semelhante observada em animais que coexistem em grandes comunidades e Grande n mero de membros com comunidades que podem atingir milhares de membros 24 Possuem uma estrutura muito mais simplificada que os cognitivos Os seus outputs dependem exclusivamente da sua percep o do ambiente Estes tipos de agentes estruturam o problema interagindo entre si cada um com objectivos individuais distintos Um conjunto de regras normalmente suficiente para representar as op es destes agentes Na Figura 3 3 pode se observar a estrutura de um agente reactivo
115. nverno lt 20 C considerado normal N 20 lt T ar exterior inverno considerado anormalmente baixo L T ar exterior inverno gt 20 C considerado anormalmente alto dH 6 2 2 2 Funcionamento Ver o X2V Na Figura 6 4 pode se observar as fun es fuzzy do tipo triangular da sec o de ar novo em modo de arrefecimento ou Ver o T a Ar Novo Ver o N u i L2V N2V H2V gt 150C 350C 500C X2V Fig 6 4 Fun es fuzzy triangulares Temperatura ar novo Ver o 56 15 lt T arexterior Ver o lt 50 C considerado normal N 15 lt T arexterior Ver o considerado anormalmente baixo L T ar exterior inverno gt 50 C considerado anormalmente alto H 6 2 3 Sensor de Temperatura de retorno X3 Na Figura 6 5 pode se observar semelhan a das anteriores as fun es fuzzy do tipo triangular da sec o de retorno T a Retorno AN u 1 N3 L3 H3 gt 10 20 30 X3 Fig 6 5 Fun es fuzzy triangulares Temperatura de retorno Dever ser considerada a idade da m quina flutua o da amplitude t rmica di ria degrada o de alguns componentes e selantes etc Considera se ent o que 10 lt IATRI lt 30 considerada uma varia o anormal baixa L 10 lt IATRI considerada uma varia o normal N IATRI gt
116. o Dhillon B S 2006 Maintenability Maintenance and Reliability for Engineers 1 Edi o Taylor amp Francis ISBN 0 8493 7243 7 Boca Raton EUA Danfoss Refrigerant controls 2002 Notas de montagem equipamentoes el ctricos autom ticos Lisboa Portugal 92 Faisal I Khan amp Mahmoud M Haddara 2003 Risk based maintenance RBM a quantitative approach for maintenance inspection scheduling and planning Faculty of engineeringand Applied Science Memorial University of Newfoundland St John s Nfld Canada Ferber J amp Gasser R 1995 Les SystEms Multi Agents Vers une intelligence collective 1 edi o InterEditions ISBN 0 6582 5428 2 Paris France Globalspec 2011 Fuzzy temperature sensors d sponivel em http globalspec com Haines R W amp Hittle D C 2003 Control Systems for heating ventilating and air conditioning 6 edi o Kluwer Academic Publishers ISBN 0 3259 2264 0 Londres Inglaterra Jhcontrols 2009 Sistemas integrados de controlo e gest o AVAC American auto matrix disponivel em http www jhcontrols com Junior P D J 1995 Preventive Maintenance The International Society for Measurement and Control New York EUA Kartalopoulos S V 1996 Understanding Neutral Networks and Fuzzy Logic The Institute of Electrical and Electronics Engineers ISBN 0 7803 1128 0 Nova Iorque EUA Kenthavarnaz N amp Kim N 2005 Digital Signal Proce
117. o edificio e Ventilador de retorno com funcionamento an malo C17 Temperatura de ar novo alta e temperatura de retorno anormal baixa Causas prov veis e Recuperador de fluxos cruzados com funcionamento an malo e Infiltragdes de ar temperatura ambiente exterior muito elevadas no edificio e Ventilador de retorno com funcionamento an malo e Fonte de calor n o expect vel a desenvolver se nas proximidades da UTA C18 Temperatura de ar novo alta e temperatura de retorno anormal alta Causas prov veis e Recuperador de fluxos cruzados com funcionamento an malo e Condi es climat ricas anormais e Inc ndio ou fonte de calor nas proximidades interior exterior e Grelhas ou registos da UTA com anomalia C19 Temperatura de mistura anormal alta temperatura de ar novo baixa e temperatura de retorno anormal baixa Causas prov veis e Recuperador de fluxos cruzados com funcionamento an malo e Registo de ar novo com funcionamento an malo e Bateria de aquecimento com funcionamento an malo e Caudal de fluido frigorig neo insuficiente e V lvula expansora na bateria com defeito C20 Temperatura de mistura anormal alta temperatura de ar novo baixa Causas prov veis e Recuperador de fluxos cruzados com funcionamento an malo e Registo de ar novo com funcionamento an malo e Bateria de aquecimento ou valvularia com funcionamento an malo C21 Temperatura de mistura anormal alta temperatura de
118. oactiva 2 Uma das grandes vantagens da manuten o proactiva a diminui o do risco associado falha ou anomalia dos equipamentos Devem ser ponderadas as seguintes quest es quando se pretende agir de uma forma proactiva segundo Khan amp Haddara 2005 e Quais as vari veis que podem ser controladas ou n o e que permitam induzir uma falha no sistema e De que forma que a falha pode ocorrer e Qual a probabilidade da sua ocorr ncia e Caso ocorra uma falha quais as suas consequ ncias Em AVAC a an lise dos dados provenientes das monitoriza es ou outras fontes estat sticas deve ser ponderada Stoneham 1998 pelos seguintes requisitos e Condi es de avalia o e Idade da unidade e Tempo de repara o e custos de materiais e Custo da substitui o da unidade em situa es de emerg ncia e Nivel de efici ncia da unidade e Custos de operacionalidade do equipamento Podemos dizer que actualmente apesar de v rios anos de estudos demonstra es e experi ncia acumulada a grande maioria das instala es AVAC realizam ainda as suas tarefas de manuten o num modo reactivo Uma das principais raz es apontadas sem d vida a falta de recursos financeiros dispon veis para o efeito Se pensarmos que cerca de 40 da energia total consumida em espa os comerciais e em escrit rios da responsabilidade dos sistemas AVAC f cil perceber que conseguir manter estes equipamentos em condi es de f
119. os sensores e modos de funcionamento estabelecendo tamb m as regras b sicas de delibera o do agente assim como a an lise sintom tica das avarias falhas construindo se quadros de potencial diagn stico Analisa se tamb m em pormenor a constru o do agente descrevendo o seu algoritmo em Labview A parte do algoritmo dedicada ao simulador tamb m descrita pormenorizadamente tal como o processo utilizado para registo de dados S o efectuadas simula es que comprovam que os objectivos propostos foram atingidos e analisam se resultados O s timo cap tulo apresenta as conclus es consequ ncias das delibera es do agente aflora tamb m a capacidade de percep o do agente humano optimiza o de interven es como consequ ncia da utiliza o do agente e descreve tamb m a forma de registar interven es confirma o de anomalias e respectivos quadros de apoio Concluindo com uma perspectiva sobre poss veis campos de desenvolvimento futuro Deixa se uma janela aberta sobre esta tem tica com um convite claro a um futuro trabalho sobre este tema Cap tulo 2 Estado da arte da manuten o em sistemas AVAC 2 1 Manuten o de Sistemas AVAC A manuten o de sistemas AVAC hoje um universo extremamante complexo As elevadas disponibilidades fiabilidade e robustez que muitas vezes s o exigidas a este tipo de equipamentos associadas a uma tend ncia e necessidades cada vez maiores para optimizar consumos en
120. pamentos de sistemas AVAC 152 xii Lista de s mbolos min A m x v x X2I X2V X3 VI HP Cie Cin Cen Cenv VERY CON Intersec o de conjuntos fuzzy Reuni o de conjuntos fuzzy Universo em an lise Elemento independente pertencente a X Grau de perten a fuzzy Fun o com corte alfa Universo de discurso Complemento do conjunto A Sensor da temperatura de mistura Sensor da temperatura de ar novo em funcionamento de Inverno Sensor da temperatura de ar novo em funcionamento de ver o Sensor da temperatura de retorno Programa subrotina em linguagem gr fica de Labview Cavalo vapor Horse Power Investimento inicial Custo de instala o Custo energ tico custo da energia durante um valor estimado de 20 anos 0 1 kW Custo de funcionamento m o de obra Custos de repara o e manuten o Encargos com eventuais paragens Custo de aliena o ou abate Custo ambiental Pot ncia do grupo fuzzy Grupo fuzzy elevado ao quadrado xiii Lista de Abreviaturas AVAC MAS TDMS LVM UTA KPI kW RS DS CS IA TM IA TRI N L H QAI MTBF Aquecimento Ventila o e Ar Condicionado Sistema multiagente Multi Agent System Transition Minimized Differential Signaling Logical Volume Management Unidade de Tratamento de Ar Indicador de desempenho Key Performance Indicator Kilowatt Estado de raciocinio Estado de decis o Estado de comprometimento Varia o
121. parelhos de humidifica o e refrigera o de ar M 14 Revis o e limpeza dos aparelhos de recupera o de calor 2A 15 Revis o das unidades terminais de distribui o de ar 2A 16 Revis o e limpeza das unidades de insufla o e retorno de ar A We Revis o dos equipamentos aut nomos 2A 18 Revis o das bombas e ventiladores com medida de pot ncia M absorvida 19 Revis o do estado dos isolantes t rmico A 20 Revis o do sistema de controlo autom tico 2A Tabela A VII 4 Opera es de manuten o periodicidade 147 Anexo VIII Ciclos de vida para equipamentos electromec nicos utilizados em UTA s e outros equipamentos AVAC Considera es Por defini o o custo de um ciclo de vida esperado LCC representa o somat rio dos custos totais relativos compra opera o e manuten o de um bem durante um determinado intervalo de tempo enquanto que LCCA representa o somat rio de custos excluindo a manuten o NIST 1995 Basicamente o custo do ciclo de vida de um equipamento AVAC pode ser dado pela f rmula LCC X Cic Cin Ce Co Cm Cs Cd Cenv 37 Cic Investimento inicial Cin Custo de instala o Cen Custo energ tico custo da energia durante um valor estimado de 20 anos 0 1 kW Co Custo de funcionamento e mao de obra Cm Custos de repara o e manuten o Cs Encargos com eventuais paragens Cd Custo de aliena o ou abate Cenv Custo ambiental
122. peratura seca e satura o distintas Ser esta a mistura de ar tratado e climatizado que ser conduzida aos espa os interiores atrav s de uma rede de condutas grelhas difusores injectores plenuns etc enquanto uma percentagem de ar recirculado considerado nocivo e insalubre rejeitado para o exterior atmosfera conseguindo se assim uma boa qualidade de ar interior O ar extra do de diferentes locais muitas vezes a temperaturas distintas mistura se no ramal de retorno Pretende se aqui descrever um processo simplificado para o c lculo da temperatura de mistura de uma UTA utilizando apenas as condi es exteriores e interiores considerando temperaturas de bolbo seco e caudais envolvidos Com este processo de c lculo obt m se uma aproxima o aceit vel para valores de simula o Wang 2000 a utilizar no nosso algoritmo fuzzy aproximando a simula o o mais poss vel da realidade sem fazer recurso da psicrometria que tornaria o processo de simula o muito mais moroso Considerou se que Q1 caudal de ar recirculado na sec o de mistura da UTA m s Q2 caudal de ar novo na sec o de mistura da UTA m s Q3 Q2 QI m s 35 140 T1 Temperatura de retorno C T2 Temperatura de ar novo C T3 Temperatura de ar na sec o de mistura C Logo T3 Q1 Q3 T1 Q2 Q3 T2 36 No algoritmo foi criado um ciclo WHILE para o c lculo aproximado da temperatura de mistura Pode s
123. pos fuzzy Enquanto grupos fuzzy s o definidos num universo de discurso nico as rela es fuzzy podem ser definidas em v rios universos de discurso simultaneamente Kartalopoulos 1996 Se S representar um universo de discurso e A B dois subgrupos ent o A x B representa um produto no universo S x S e a rela o fuzzy representa a rela o entre elementos de Ae de B u A xB a b a A b e B Pode se observar na Figura seguinte uma rela o entre grupos fuzzy 40 Figura 4 7 Rela o fuzzy identificando fun es de perten a que indicam o grau de matura o de um fruto Kartalopoulos 1996 A tabela seguinte permite interpretar o grau de matura o atrav s da cor do fruto De uma forma semelhante poderemos interpretar anomalias de acordo com desvios de temperatura de maior ou menor grau em rela o ao expect vel Meio maduro Dj EE HE verde amarelo vermelho Maduro Tabela 4 1 exemplo de rela o fuzzy para identifica o do grau de matura o de 1 fruto 41 O agente vai ser construido basicamente custa da l gica fuzzy por tudo o que j se referiu mas tamb m pelo facto de se adaptar perfeitamente s condi es pretendidas de an lise de temperaturas nas diversas sec es da UTA visto que a sua efic cia neste dominio uma realidade 42 Cap tulo 5 Caso de estudo 5 1 Considera es gerais Neste cap tulo vai se d
124. pr estabelecidos fossem atingidos Os modernos aparelhos socorrem se tamb m da teoria fuzzy para reduzir os consumos energ ticos regular de uma forma mais eficiente a temperatura assim como obter um funcionamento mais linear ou suave da m quina O primeiro sistema Inverter de ar condicionado como ainda s o vulgarmente designados hoje em dia surgiu em 1989 34 Surgiram tamb m nos ltimos anos in meros aparelhos electrodom sticos e aparelhos de electromedicina onde os conceitos fuzzy assumem posi o de relevo Podemos observar na Figura 4 2 e Figura 4 3 exemplos de sensores e controladores muito utilizados na ind stria actual que baseiam o seu funcionamento em l gica fuzzy Na figura 4 2 observam se sensores com outputs lineares de 4 a 20 mA zi tid Figura 4 2 Sensores de Temperatura fuzzy Figura 4 3 Controlador fuzzy Globalspec 2010 Temflex 2011 Pode se ainda referir por exemplo os famosos sistemas ABS utilizados na ind stria autom vel capazes de detectar a velocidade do ve culo condi es de ader ncia do piso e padr o de condu o Utilizam tamb m conceitos fuzzy para o efeito 4 3 Conceito de Grupos fuzzy O conceito de fuzzy set como j vimos admite n veis de perten a distintos de entidades a um determinado universo simulando fen nemos reais ou artificiais Bojadzyev amp Bojadzyev 1995 O grau de perten a define se no intervalo 0 1 A fun o uA x
125. presenta se por Ao complemento do conjunto A u Atos te LA x 13 Produto de dois grupos fuzzy representa o produto alg brico de duas fun es Ac B uA B x uA x uB x 14 Pot ncia de grupo fuzzy A pot ncia B de A A B representada linguisticamente por VERY UAB x AKR B 15 Concentra o Elevar o grupo ao quadrado designado linguisticamente Por CON u CON x RAIZQ LA x 16 38 4 5 Fuzifica o A fuzifica o utilizada para transformar um grupo comum de elementos num grupo fuzzy quando necess rio tamb m pode servir para aumentar o grau de fuzifica o de determinado conjunto utilizando uma ac o de fuzifica o F por exemplo do tipo Bell ou triangular Podemos observar um exemplo na Figura 4 5 baixo m dio 20 40 60 80 100 120 140 kMh x 2 70 KM h Figura 4 5 Fuzifica o do vector velocidade de um autom vel Chen amp Pham 2000 4 6 Corte alfa A fun o de corte alfa consiste na elimina o de um grupo de elementos comuns de A pertencentes ao grupo fuzzy num determinado grau onde o corte a representa o grupo de elementos desse universo onde a fun o de A maior ou igual a a Na Figura 4 6 podemos observar uma fun o triangular afectada por um corte alfa Aa xe XluA x za 0O lt a lt l 17 39 1 0 Fig 4 6 Fun o triangular com corte a Chen amp Pham 2000 4 7 Rela es entre gru
126. puts e ac es a levar a cabo dever reflectir os ciclos de vida til dos equipamentos A interven o num equipamento em fim de vida til dever ser ponderada de forma diferenciada de um equipamento em in cio de vida ou a meio desta Cabe ao agente humano efectuar esta pondera o pois o agente n o sens vel aos ciclos de vida teis dos equipamentos 49 Cap tulo 6 Proposta de sistema de monitoriza o de falhas 6 1 Arquitectura do agente para manuten o proactiva A parte sensorial constituida por tr s sensores que detectam temperaturas operacionais da UTA nas v rias sec es sec o mistura sec o de retorno e ar novo O agente vai percepcionar estes dados adquiridos on line os quais v o sendo armazenados numa base de dados espec fica para o efeito podendo ser inclusivamente transpostos para uma folha de c lculo de excel de forma autom tica como veremos mais adiante De seguida o agente procede atrav s da sua arquitectura interna compara o das temperaturas medidas com as temperaturas expect veis para o regime de funcionamento em causa para de seguida deliberar acerca das ac es a empreender de acordo com regras bem definidas sobre os diversos equipamentos e Ventilador de insufla o e Ventilador de retorno e Registo motorizado de extrac o e Registo motorizado de ar novo e Esta delibera o pode compreender ainda a paragem integral do sistema e Pode ainda ser accionado um
127. r novo baixa temperatura de retorno anormal alta Causas prov veis e Bateria de frio ou valvularia com funcionamento an malo Condi es climat ricas anormais para a poca Sensores com defeito 109 Carga t rmica n o expectavel algures no interior do edificio C23 Temperatura de mistura anormal alta temperatura de retorno anormal alta Causas prov veis e Bateria de frio v lvulas sensores ou placa controladora com anomalia e Registo de exaust o ou ar novo com funcionamento an malo e Fonte de calor n o expect vel que se desenvolve algures dentro do edif cio C24 Temperatura de mistura anormal alta temperatura de ar novo alta temperatura de retorno anormal baixa Causas prov veis e Ventilador insufla o com anomalia e Bateria de frio ou valvularia com defeito e Controlador com funcionameto an malo e Registos de grelhas ou difusores fechados Conjuga o de temperaturas pouco frequente sugere se a paragem do equipamento C25 Temperatura de mistura anormal alta temperatura de ar novo alta Causas prov veis e Bateria de frio ou v lvularia com comportamento an malo e Controlador com anomalia e Registo de ar novo com funcionamento an malo e Sensores com anomalia Conjuga o de temperaturas pouco frequente sugere se a paragem do equipamento C26 Temperatura de mistura anormal alta temperatura de ar novo alta temperatura de retorno anormal alta Causas prov
128. r novo e respectivos caudais em jogo Equal Operand1 error in no error error out gt pj i L a 2 Q1 CAUDAL DE AR RETORNO M3 S Losi Q2 CAUDAL AR NOVO Q3 CAUDAL AR TOTAL Pery Result pem TEMPERATURA RET TEMPERATURA EXT i CALCULO TEMP MISTURA E gt gt TEMPERATURA DE MISTURA TEMPERATURA DE MISTURA 2 Figura 6 17 Ciclo WHILE para obten o de temperaturas de mistura simuladas 76 Na figura seguinte pode se observar o painel de controlo do simulador da UTA SINTONIA FINA med 2 SINTONIA FINA expect 2 A 7 ge 40 50 60 40 50 60 SIMULADOR 30 le 70 30 1 7 gg SIMULADOR TEMPERATURA 5 20 70 TEMPERATURA MEDIDA P SENSOR 07 rains 4 80 ESPERADA P z X 10 gq REGIME ACTUAL CAIXA MIST 2 10 90 b 90 ESSES o Loo Yoo FUNCIONAMENTO 2 a TERM METRO TEMP TERM METRO SENSOR CXA MIST 2 SET POINT FSPFRANA 2 Do Cita A o a 100 E SINTONIA FINA T ext 2 a yo 40 50 60 1 30 Sg 70 SIMULADOR 20 80 TEMPERATURA z we 90 EXTERIOR VER O INVERNO 0 100 TERM METRO TEMP EXTERIOR 2 SINTONIA FINA ret 2 SINTONIA FINA exp 2 A 70 7 40 50 60 40 50 60 el 70 30 s 1 70 z TEMPERATURA 20 E 20 _g0 TEMPERATURA MEDIDA P SENSOR 10 E SET POINT ESPERADA RETORNO A 90 10 90 SEC O RETORNO 2 p 100 0 100 A 2 TERMOMETRO TEMP TERMOMETRO TEMP RETORNO 2 EG ESSE 40 60 20 80 do SOS STOP UTA 2 o RED CA
129. ra anormal alta temperatura de ar novo alta Causas p rov veis Registo de exaust o com funcionamento an malo Registo de ar novo com funcionamento an malo Condi es climat ricas n o expect veis Fonte de calor exterior n o expect vel a desenvolver se pr ximo da UTA 104 Conjuga o de temperaturas pouco frequente sugere se a paragem do equipamento C26 Temperatura de mistura anormal alta temperatura de ar novo alta temperatura de retorno anormal alta Causas prov veis e Registo de exaust o com funcionamento an malo e Registo de ar novo com funcionamento an malo e Condi es climat ricas n o expect veis e Anomalia na bateria de aquecimento e Fonte de calor n o expect vel que se desenvolve algures dentro fora do edificio Conjuga o de temperaturas pouco frequente sugere se a paragem do equipamento Nota Temperatura anormal alta ou baixa refere se aos desvios para o expect vel podendo estes ser considerado reduzidos ou elevados Diagn stico de poss vel anomalia em funcionamento de Ver o CO UTA em funcionamento normal anomalias n o detect veis C1 Temperatura anormal elevada na caixa mistura Causas prov veis e Recuperador de fluxos cruzados com anomalia e Bateria de arrefecimento com funcionamento an malo e Funcionamento an malo do registo de extrac o e Funcionamento an malo do registo de ar novo C2 Temperatura de ar novo elevada Causas prov veis
130. s Verifica o do funcionamento dos contadores hor rios Investiga o da origem de ru do e vibra es Detec o de poss veis fugas de fluidos Lubrifica o e teste dos registos de ar Verifica o dos desapertos estruturais Verifica o da exist ncia e estado da documenta o fornecida Verifica o da limpeza de sistemas de sobrecarga e drenagem Verifica o do estado da galvaniza o ou qualquer outra protec o contra corros o Verifica o dos filtros na tubagem Verifica o da calibragem de sensores de press o temperatura humidade etc Registo das press es de ar gua e fluido frigorig neo Verifica o da actualiza o do di rio de registos de avarias e manuten o Verifica o das press es e temperaturas de fluido frigorig neo no caso da expans o directa Verifica o das bombas e ventiladores de reserva e outros eventuais equipamentos ou produtos necess rios ao bom funcionamento da UTA 14 34 Verifica o da operacionalidade de permutadores 35 Verifica o do funcionamento de v lvulas e motores em modo autom tico e manual 36 Verifica o do estado e limpeza de sedes de v lvulas 37 Verifica o do estado do isolamento t rmico Estas opera es b sicas devem ser efectuadas com diferentes periodicidades e podem e devem ser encaradas de uma forma proactiva Um sistema inteligente poder de uma forma autom tica resolver problemas de planeamento e calc
131. s agentes da comunidade Utilizando uma base de dados nica e Passagem de mensagens entre agentes ou m dulos destes Utilizando bases de dados parciais e complementares Na Figura 3 7 pode se observar uma arquitectura de comunica o com bases de dados parciais e chamadas de n agentes em diferentes redes parciais Ao contr rio do exemplo da Figura 3 1 esta arquitectura utiliza bases de dados parciais e bastante utilizada quando existe um elevado n mero de agentes 30 Sinalizagao Chamadas do agente n 5 da rede Chamada ao agente Cee Rede parcial Base dados 2 Base dados 1 Outras redes parciais Figura 3 7 Arquitectura de comunica o entre agentes com utiliza o de bases de dados parciais Ferber amp Gasser 1995 Regra geral a forma de comunica o mais usual resume se troca de informa o entre agentes transmitindo ao sistema alguma efic cia Solu es de mem ria partilhada tornam se mais complexas e obrigam a metodologias de sincroniza o de agentes Por sua vez ao aplicar arquitecturas de comunica o directa deve se prever que uma mensagem pode n o ser recebida e vice versa O sistema deve ser dotado da fiabilidade exigida para prever estes acontecimentos Weiss 1999 A utiliza o de uma arquitectura de comunica o assistida pode evitar as consequ ncias referidas anteriormente sobretudo quando o agente est dotado da capacidade de reten o d
132. s comunicam entre si de uma forma ordenada utilizando agentes especiais designados por agentes facilitadores Neste tipo de arquitectura a organiza o do tipo sistema federado se determinado agente i pretender enviar uma mensagem a um outro agente j ser obrigado a envi la primeiro a um agente facilitador que se encarregar de a reencaminhar ao seu destinat rio Esta arquitectura resolve parcialmente o problema da coordena o da comunica o e diminui bastante a complexidade envolvida nos processos comunicativos Os agentes n o necessitam de armazenar informa o detalhada relativamente aos outros agentes e nem t o pouco saber a sua localiza o para comunicar basta transmitir as suas inten es de comunica o ao agente facilitador Este tipo de comunica o pode obviamente criar algum estrangulamento de comunica es A fiabilidade do sistema tamb m question vel em determinadas condi es limite a falha 29 ocorrer com o agente facilitador e este n o pode nem deve falhar A Figura 3 6 exemplifica uma arquitectura com agente facilitador envolvido Mem ria Servidor Envolvente 1 Envolvente n do agente _ Figura 3 6 Arquitectura de comunica o com agente facilitador University of Southampton 2010 A comunica o entre agentes est relacionada com o n vel de estrutura o das comunica es podendo estas ser implementadas de duas formas e Mem ria partilhada quadro negro por todos o
133. s das simula es anteriores conclui se que o agente bastante eficaz r pido na detec o de anomalias que possam ocorrer O tempo de uma itera o pode ser definido de acordo com o n mero de amostragens desejadas o que define obviamente a taxa de amostragem Na folha de excel da Figura 6 25 com os dados da amostragem registados importados em formato TDMS podemos observar os tempos de detec o para os diferentes outputs A tabela seguinte 6 4 reflecte tamb m os tempos de detec o das simula es efectuadas Tempo de Alarm Simula o Condi o detectada detec o s en Simula o 1 Simula o 2 C9 Alerta Simula o 3 C13 C21 C24 C25 C26 Perigo Simula o 4 C3 Alerta Tabela 6 4 Tempos de detec o do agente 82 atom Base Inserir EsquemadePagina Formulas Dados Rever Ver Suplementos o mann J T i A 5 Calibri u Aa Sr EjiMoldarTeto Geral E y s 4 E Soma Automatica 7 E 4 3 a Preenchimento NIS Eridyr Ar bad Unir e Centrar e 00 48 400 Formata o Formatar Estilos de Inserir Eliminar Formatar Ordenar Localizar e ioi i a 3 i m Condicional como Tabela r C lula d G Limpar e Filtrar Seleccionar frea de Transfer ncia G Tipo de Letra i Alinhamento i Numero i Estilos C lulas Edi o c2 Tipo de Letra A Alterar o tipo de letra F Root Name Title Author Date Time Groups Description pedro lum pedro 1 1 2 3 4 Group Channe
134. s de dados fundamentais ao seu desempenho comportamental 27 Raciocinio do agente Estrutura do agente Base de dados t ctica e Base de dados comnortamental Apresenta o do Comportamentos comportamento do agente identificados p agente Figura 3 4 Exemplo da arquitectura de comunica o de um agente Weiss 1999 usual a utiliza o de um m dulo de comunica es num agente que tem a seu cargo a percep o recep o de mensagens e a ac o envio de mensagens Este m dulo depende de forma directa do m dulo central ou inteligente de forma a que o processamento inteligente aconte a de uma forma natural 28 3 2 1 Arquitecturas do sistema de comunica o O sistema de comunica o entre agentes pode ter as seguintes arquitecturas segundo Weiss 1999 e Comunica o directa Os agentes tratam da sua pr pria comunica o sem a interven o de qualquer outro agente participante partilhando especifica es enviando aos outros agentes as suas necessidades e ou capacidades de forma a que cada agente possa decidir sozinho as iniciativas a adoptar em mat ria de comunica o N o existe pois uma coordena o das comunica es o que pode originar um bloqueio das mesmas caso todos eles optem por estabelecer comunica es ao mesmo tempo A Figura 3 5 exemplifica a comunica o directa Figura 3 5 Comunica o directa e Comunica o assistida Os agente
135. s em jogo Um ciclo WHILE envolvendo toda a linguagem gr fica empregue permitindo a temporiza o entre itera es tamb m considerado tendo em vista a capacidade de armazenamento de dados que poder ser restrita A temporiza o entre itera es configur vel e permite adaptar a taxa de aquisi o de dados s condi es de armazenamento de dados existente O simulador ser abordado mais frente neste cap tulo Quanto arquitectura pura do agente o programa subdivide se basicamente em quatro partes e Regras de infer ncia e Fuzifica o e Desfuzifica o e Registo de dados 68 Descri o de funcionamento Os sinais simulados depois de processados no simulador v o passar por um processo de fuzifica o utilizando se para isso fun es do tipo triangular onde os outputs s o classificados e definidas fun es de perten a a subgrupos fuzzy A Figura seguinte representa o VI correspondente ao s mbolo gr fico da sub rotina de constru o da fun o triangular do programa Por cada sensor da nossa UTA existe pois um VI ou subrotina de fuzifica o que nos permite classificar os sinais adquiridos de uma forma clara em tr s intervalos Estes intervalos s o facilmente configur veis sem altera es da estrutura do programa Para a selec o de modo de funcionamento de Inverno ou Ver o decidiu se por uma estrutura do tipo CASE controlada por uma string comum a todas as estruturas CASE exis
136. s s o encorajadores e demonstram que de facto o algoritmo criado um poderoso indicador de poss veis anomalias que possam estar a afectar o sistema ou ainda que o venham a fazer num horizonte temporal n o muito long nquo As simula es efectuadas confirmam que de facto os outputs resultantes da desfuzifica o s o precisos e funcionam de acordo com o seu objectivo de design A resposta r pida a qualquer desvio nas temperaturas normais de opera o e set up verificado pelo agente relativamente s temperaturas medidas pelas sondas corresponde normalmente a um output que tem por objectivo minorar o impacto do desvio encontrado Quanto decis o acerca da interven o de equipas de manuten o humanas cada vez que o sistema as identifica exceptuando alguns casos considerados mais graves e que originam a paragem imediata da UTA pensou se que o mais l gico seria atribuir ao agente humano supervisor do sistema ou respons vel de manuten o essa responsabilidade utilizando os quadros de apoio V e VI 2 que se encontram no anexo VI desta disserta o bvio que muito mais simples planear uma interven o de manuten o quando partida temos identificadas as poss veis causas de falha anomalia que muitas vezes ocorrem em envolventes exteriores arquitectura considerada para o agente Assim o expert humano fundamental para avaliar o tipo de ac es a desencadear depois da actua o do agente A arquitectura do
137. ssing System Level Design using LabVIEW 1 edi o Elsevier Newnes ISBN 0 7506 7914 X Oxford EUA Khan L K F amp Haddara M M 2005 Developement of a risk based maintenance RBM strategy for a power generating plant Memorial University of Newfoundland St john s NL Canada 93 Khan L K F amp Haddara M M 2003 Risk based maintenance RBM a quantitative approach for maintenance inspection scheduling and planning Memorial University of Newfoundland St john s NL Canada Koelet C P 1997 Fundamentos dise o y aplicaciones 1 edi o A Madrid Vicente Ediciones ISBN 84 87440 97 5 Madrid Espanha Langley C B 1999 Electromechanical and Electronic Controls for HVAC 1 edi o Prentice Hall ISBN 0 13 907569 0 New Jersey EUA Langley C B 2003 Air conditioning and refrigeration handbook 2 edi o Prentice Hall ISBN 0135787416 New Jersey EUA Mendes M J G C 2008 Multi agent Approach to Fault Tolerant Control Systems Tese de Doutoramento Universidade T cnica de Lisboa Instituto Superior T cnico Lisboa Portugal Mihura B 2001 LabVIEW for Data Acquisition 1 edi o Prentice Hall ISBN 0 13 015362 1 Saddle River EUA Miller R 2006 LabVIEW for Data Acquisition 1 edi o Mcgraw Hill ISBN 0071604995 Londres Inglaterra Mitplc 2011 Remote monitoring disponivel em http mitplc com Myrefelt S 2004 The reliability and availability of
138. tativa de que as processo tarefas a dado intervalo de tempo ordens de trabalho s o pr definido correctamente efectuadas Condu o do Trabalho de Percentagem de ordens de Deve alcan ar os 95 ou mais processo acompanhamento trabalho cumpridas num com a expectativa de que as espa o de 3 dias sobre um ordens de trabalho s o revistas e 120 efectuadas prontamente Condu o do N o h um n mero concreto processo mas o n vel relativo de actividade importante Condu o do Esta uma medida do sucesso de processo um projecto Tabela 4 7 KPI s com interesse em contexto proactivo 121 Anexo III Registo de dados Considera es Na Figura seguinte pode se observar o referido VI assim como o interruptor booleano que permite parar ou iniciar a grava o em qualquer altura e a string que nos permite definir o ficheiro onde gravar os dados As propriedades deste VI permitem v rias op es para registo de dados Write To Measurement File7 FY Signals Comment j gt DAQmx Task in i error in no erro RS GRAVAR RARA Figura A II 1 VI de registo de dados e convers o para texto ou formato bin rio Write to measurement file VI A consola de configura o deste VI pode ser ilustrada na Figura seguinte onde poderemos configurar os registos de dados adquiridos 122 last version evolOLvi File
139. teas 74 6 11 Estruturas CASE controladas por uma string que permite seleccionar funcionamento de ver o inverno contendo arrays com as regras de delibera o para cada condi o considerada ses nenvessersama ciseegrnsas ecbesecveevennecctiends 74 6 12 Painel de outputs e registo de dadOS 6 cece eee ence eee een eeeeeneeeaeeeneneees 75 6 13 Simulador de temperatura da sec o de mistura ccccccccereerereerrrrerees 76 6 14 Simulador de temperatura exter Or sis 52 sspnarra tapes hued sagen Nas vege seve he Palo pac 77 6 15 Simulador de temperatura da sec o de retorno cece e cece cece eee e nee eeeee ence 77 6 16 Diagrama de blocos completo do agente 0 c ccc eec cece cence eeneeeeneeeaeuees 78 6 17 Ciclo WHILE para obten o de temperaturas de mistura simuladas 78 6 18 Painel de controlo do simulador da UTA cccii iii 79 6 19 Resultados da 1 simula o denotando os outputs um funcionmento normal sem Sem avarias ou falhas cc aenpsacesranses ese as Pen sta e clon evade ddeceaVosabeaeetanscemess 80 6 20 Resultados da 2 simula o denotando outputs que traduzem funcionamento anomalo na PA essa cacy e Sit DAE RE cee oe ae Wage ANE R cated a fee 81 6 21 Quadro de outputs do painel frontal 0 c ce eeeee eee ence eee eee eeneeeeneeees 81 6 22 Resultados da 3 simula o com outputs correspondentes a condi es C13 C21 CDA C25 C20 seas ind eva
140. tentes onde seja necess rio a selec o do modo de funcionamento Na Figura 6 6 pode se observar o pormenor da estrutura CASE permitindo estabelecer limites para as fun es triangulares relativas ao ar novo e a selec o da esta o Ver o Inverno As duas figuras 6 7 e 6 8 idem para sec o de mistura e retorno Estrutura CASE Limites p fun es triangulares Figura 6 6 Estrutura CASE para selec o do modo de funcionamento de Ver o Inverno e respectiva fuzifica o de inputs da sec o de ar novo 69 PERCENTAGEM DE VARIA O EM RELA O AO SET POINT Limites das fun es triangulares Limites das fun es tringulares 20 PERCENTAGEM DE VARIA O EM RELA O AO SET POINT 10 2 5 5 EO Orrian Er Figura 6 8 Fuzifica o inputs da sec o de retorno Ap s o processo de fuzifica o os dados s o coligidos num array do tipo 3D Para cada fun o triangular que controlam respectivamente temperatura de mistura temperatura de ar novo Ver o e Inverno existe um array deste g nero De seguida vamos precisar de obter o operador min para cada regra assim como as combina es que est o na origem dos nossos outputs Tudo isto conseguido atrav s de 70 uma subrotina ou vi designado por premise evaluation vi que podemos observar na figura seguinte EEE Os clusters indicam que 1 inp
141. terpreta o dos dados Monitoriza o flu do eventuais fugas de entrada e sa da em ambiente MAS constante Eno flu do repara o Utiliza o de agente possibilidade de imediata especializado para o calcular taxa de evaporador efeito degrada o ou fuga Medi o temp do Detec o de Mensal Sim Sensores de temp Interpreta o do dados Monitoriza o fluido exterior entrada eventuais fugas de entrada e sa da do em ambiente MAS constante e sa da do condensador flu do repara o condensador possibilidade de imediata Utiliza o de agente especializado para o efeito calcular taxa de degrada o ou fuga 130 Perda de press o no Detec o de eventuais Mensal Sim Sensores de press o Interpreta o de Monitoriza o evaporador fugas de flu do gt dados em ambiente constante na zona de g s do repara o imediata ou MAS possibilidade de evaporador n o dependente da Ye DS calcular taxa P Utiliza o de decis o do agente degrada o ou fuga 8 agente grada 8 especializado para o efeito Medir temperatura e Detecc o de Mensal Sim Sensores de press o e Interpreta o de Monitoriza o press o de eventuais desvios em temperatura dados em ambiente constante evapora o rela o ao expect vel na zona de g s e liquido MAS Utiliza o possibilidade de 131 do evaporador de agentes especializados para o efeito calcular taxa degrada o do fluido ou fuga M
142. tipo multiagente enquadra se na perfei o com uma pol tica proactiva de manuten o em equipamentos electromec nicos AVAC 84 7 2 Delibera o do agente suas implica es e consequ ncias colaterais Paragem da UTA A paragem completa do sistema tamb m uma alternativa caso o agente delibere nesse sentido Esta paragem s equacionada em situa es extremas quando a conjun o de situa es desviantes sejam consideradas bastante an malas No entanto esta op o ac o deve ser encarada e ponderada em conjunto com as consequ ncias que da possam resultar O respons vel humano deve estar em perfeitas condi es de fazer esta avalia o pois possui informa o privilegiada que transcende o agente e pode zelar para que n o seja permitida a ocorr ncia de danos ou preju zos materiais ou humanos ou pode pelo menos tentar minimiz los em ltimo recurso O agente n o est estruturado para avaliar condi es exteriores sua envolvente b sica Tamb m a emiss o de um sinal de perigo deliberada pelo agente deve ser transmitida de imediato ao t cnico de forma a que o tempo de decis o seja suficiente para efectuar a escolha adequada situa o em causa devendo este apoiar se na maior quantidade de informa o dispon vel assim como na sua experi ncia adquirida e como regra de ouro possuir um conhecimento exaustivo do sistema Ventiladores de insufla o J vimos que poss vel ao agente deliberar de
143. tos energ ticos menores custos de manuten o e r cios de efici ncia e efic cia o mais pr ximos do ptimo poss vel A proactividade uma forma de encarar tamb m esta nova preocupa o dos tempos actuais na procura da solu o ptima O 90 pr ximo passo a dar no desenvolvimento deste algoritmo ser nesse sentido Em cada instante o equipamento deve ser incentivado a reduzir o seu consumo energ tico fazendo uso do conhecimento dispon vel da sua envolvente Uma das primeiras medidas a adoptar ser talvez a optimiza o do funcionamento de cada componente da UTA atrav s do conhecimento adquirido pelos seus agentes pressupondo assim uma futura utiliza o de redes neuronais com algoritmos gen ticos Zilouchian amp Jamshidi 2001 Imagine se o beneficio de conseguir implementar todo este sistema numa grande instala o AVAC onde milh es de euros s o dispendidos na grande maioria dos casos seguindo pol ticas antiquadas e onde a profici ncia deixa muito a desejar Se em cada instante o sistema possuir a capacidade de se auto avaliar e consequentemente seja capaz de se auto reconfigurar de forma inteligente n o ignorando nenhum dos seus objectivos de design as vantagens ser o de facto incont veis Esta disserta o abre uma janela sobre o muito que existe por fazer neste dom nio onde a competitividade cada vez maior e as probabilidades de falha pretendem se cada vez menores Pretende se desta forma contr
144. ue podem ocorrer nos per odos mais inoportunos Uma insatisfa o garantida do cliente ou utilizadores do equipamento AVAC Uma degrada o ou perca total de bens que possam estar sujeitos a limites apertados de temperatura e humidade um tipo de abordagem da manuten o a evitar a todo custo n o sendo dispens vel poder ser minimizada A diminui o das opera es de manuten o correctiva tamb m um dos objectivos do presente trabalho De acordo com Souris 1992 para uma interven o correctiva optimizada e bem sucedida necess rio ainda que exista Pessoal previamente treinado para intervir com a celeridade e profici ncia desejadas dependendo a celeridade da repara o da qualidade do diagn stico Meios materiais necess rios ac o correctiva e adaptados aos equipamentos existentes e dispon veis no pr prio local Ferramentas necess rias para todos os tipos de interven es que se revelem necess rias e que possam ser efectuadas no pr prio local Manuais detalhados de manuten o correctiva referentes aos equipamentos Na pr tica nem sempre existem no local da interven o manuais detalhados n o estando regra geral atempadamente dispon veis s equipas de repara o manuten o Desenhos detalhados dos equipamentos e circuitos actualizados n o se disponibilizam facilmente para a maioria dos equipamentos AVAC de pequeno e m dio porte e Stock de sobressalentes garantidos por uma
145. ular a probabilidade de falha deixando ao agente humano apenas a delibera o sobre aqueles factores ou decis es que pela sua complexidade em conseguir encontrar instrumenta o adequada ou pelo facto de se traduzirem em custos pro bitivos n o devam ser detectados de forma totalmente autom tica 2 5 A import ncia da proactividade na manuten o de equipamentos electromec nicos De um modo geral podemos abordar a manuten o atrav s de duas filosofias a reactiva e a proactiva Por defini o proactivo aquele ou aquilo que tende a criar ou a controlar uma situa o tomando a iniciativa e n o apenas reagindo a essa mesma situa o e A abordagem reactiva tenta responder a uma necessidade real e urgente e a sua efic cia depende da rapidez e dura o das ac es a empreender e A abordagem proactiva pretende encontrar solu es no controlo de condi o dos equipamentos atrav s das t cnicas normalmente utilizadas para o efeito A grande maioria dos procedimentos correctivos e preventivos t m origem na sequ ncia dos resultados de inspec es e t cnicas preditivas Os principais objectivos da abordagem proactiva s o e Uma manuten o objectiva e permanente do desempenho dos equipamentos de acordo com as especifica es estabelecidas 15 e Uma manuten o da capacidade produtiva e a melhoria cont nua dos equipamentos ou servi os 2 5 1 Filosofia de gest o subjacente manuten o pr
146. uncionamento ptimas dever ser o primeiro passo na 16 racionaliza o e gest o da energia consumida A import ncia de uma selec o cuidada e criteriosa de processos de manuten o adequados extremamente importante inclusivamente para al m da necessidade de racionaliza o da energia Veja se por exemplo a maioria dos sistemas de telecomunica es que requerem especifica es precisas da sua pr pria envolvente temperatura e humidade relativa que quando fora dos apertados limites de funcionamento podem levar a uma interrup o no servi o destes sistemas e originar s rios prejuizos financeiros Um bom plano de manuten o propicia uma poupan a energ tica na ordem dos 20 a 30 segundo Piper 2009 comparativamente a uma instala o onde n o exista qualquer plano de manuten o minimamente adequado e esta seja realizada sempre na forma mais onerosa a correctiva Por tudo isto a proactividade um m todo que se traduz sempre numa mais valia em qualquer instala o ou equipamento electromec nico De acordo com Piotrovsky 2001 a redu o de custos efectivos em equipamentos electromec nicos devido a uma boa pol tica de manuten o proactiva em rela o a uma pol tica reactiva desadequada s o dados pela Tabela 2 2 POLICE ne CUSTOS HP POUPAN A MANUTEN O Reactiva 18 HP Preventiva 13 HP 5 H P Preditiva 9 HP 9 H P Proactiva 6 HP 12 H P Tabela 2 2 Poupan a devida
147. unica o do tipo directo Caso se pretenda futuramente evoluir para mais agentes a controlar outros par metros considerou se que a partilha de informa o especifica es etc permitida por este tipo de comunica o seria suficiente Como pode ser por exemplo o caso do controlo de press es humidade relativa consumos el ctricos ou outros quaisquer paeametros no mbito de um desenvolvimento futuro desta disserta o No cap tulo seguinte aborda se a l gica fuzzy a qual como j foi referido na introdu o suficientemente robusta vers til e de f cil implementa o para atingir os objectivos propostos neste trabalho 32 Cap tulo 4 L gica Fuzzy 4 1 Introdu o L gica fuzzy O dom nio da aquisi o de sinais em controlo de condi o para diagn stico de avarias e an lise de tend ncias um universo extremamente complexo sobretudo pelo ru do induzido por envolventes complexas e ambientes ruidosos necess rio saber utilizar os dados adquiridos os quais no momento da aquisi o s o meros indicadores na maioria dos casos fruto de uma conjuga o de diversos factores e fen nemos que preciso saber filtrar com bom senso e pondera o A experi ncia adquirida ao longo do tempo uma preciosa ajuda para eventuais diagn sticos que se revelem dif ceis e de elevada responsabilidade Com o evoluir das ci ncias inform ticas e o desenvolvimento da intelig ncia artificial os cientistas e engenhe
148. ut pode originar 6 limites distintos Este VI avalia as regras dado o Este VI gera as combina es para permitir a avalia o das regras numero de inputs e outputs estabelecido Figura 6 9 Premise evaluation vi e Input combinator generator vi Podemos observar tamb m na figura anterior o input combinator generator VI Este gera de uma forma autom tica as combina es necess rias para a avalia o das regras impostas consoante o numero de inputs e fun es de perten a fuzzy Al m disso pode se observar tamb m o cluster onde se define o valor m nimo de activa o de cada regra neste caso 0 1 C De seguida e antes de procedermos desfuzifica o vamos obter o valor de cada combina o de regra para cada output considerado As tabelas 6 2 funcionamento de Inverno e tabela 6 3 funcionamento de Ver o est o reflectidas nestes arrays envolvidos pelas estruturas CASE que nos permitem a selec o de funcionamento Ver o Inverno Podemos observar o aspecto destas estruturas na Figura 6 11 da p gina seguinte As regras de delibera o para obten o de outputs s o designadas por infer ncia e estruturadas em arrays monodimensionais para os outputs pretendidos A desfuzifica o conseguida atrav s do VI defuzzifier constants VI que se pode observar na Figura seguinte 6 10 que desfuzifica atrav s de valores constantes considerando os arrays contendo as constantes para cada regra
149. va dea A DRI O ebay ka aa 82 6 23 Consola de outputs 3 simula o cc s 5cacnsvexcosa veer Dessa nec ecos cedia aaa de 83 6 24 Resultados 4 simula o reflectindo uma altera o online das condi es de temperat ra CRIGMOT users sase yes a ese e EEE a EOE EE ES EE Ea DEES 83 6 25 Folha de c lculo com valores de detec o importados do algoritmo 83 7 1 Decis o partilhada entre agentes humano e informatico ceeee cesses ee eee 92 A III VI de registo de dados e convers o para texto ou formato bin rio 124 A III 2 Consola de comandos do VI de registo de dados e convers o para texto ou POUMALOS Daros asein aen raae eer EEE E E NEEE ENERE AAS 126 A II 3 Ficheiro de backup com extens o do tipo IvmM ssssssccssssseersereeresesees L26 A III 4 Ficheiro de backup do tipo TDMS que permite importa o de dados directamente para o Excel sus en caiescire ns sinais Coma nada da aaa SE Ra ds aaa 126 A llI 5 Aspecto do ficheiro de registo de dados em 2009 09 03 com extens olvm 127 A III 6 Aspecto do ficheiro de registo de dados em 2009 09 03 com extens o TDMS Transpostopara EXCEL scenes asas der APLs ais Dicas as ater 128 A IIL7 Vista do block diagram do sincronizador do DIADEM 00000000 129 A III 8 Aspecto de uma consola para tratamento de dados em DIADEM 129 A V 1 Ciclo WHILE para obten o da temperatura de mistura simulada considerando caudais em jogo e t
150. vada na caixa mistura Causas prov veis e Bateria ou valvularia com anomalia e Recuperador de fluxos cruzados com anomalia e Sensor com anomalia C2 Temperatura de ar novo elevada Causas prov veis e T exterior anormalmente elevada e Presen a de fonte de calor nas proximidades e Sobreaquecimento do motor do registo de ar novo ou quadro el ctrico C3 Temperatura de retorno anormal elevada Causas prov veis e Registos fechados nas grelhas dos espa os interiores e Registos fechados no Layout de condutas e Actividade que desenvolva calor elevado num qualquer espa o interior C4 Temperatura anormal baixa na caixa de mistura Causas prov veis e Anomalia na bateria de aquecimento e Sensor caixa de mistura c anomalia e Anomalia na bateria de aquecimento ou valvularia C5 Temperatura de ar novo baixa Causas prov veis e Condi es climatol gicas extremamente baixas e Registo motorizado demasiado aberto anomalia no motor ou controlador e Sensor de temperatura de ar novo com anomalia C6 Temperatura de retorno anormal baixa Causas prov veis e Zonas com infiltra es de ar frio suficientemente significativas para induzir uma temperatura de retorno anormal baixa e Anomalias no sensor da temperatura de retorno 100 C7 Temperatura de mistura anormal baixa temperatura de ar novo baixa temperatura de retorno anormal baixa Causas prov veis e Anomalia na bateria de aquecimento e Caudal
151. x1 is NJ AND x2v is N2 AND x3 is N3 THEN y is CO R 1 IF x1 is H7 AND x2v is N2 AND x3 is N3 THEN yis Cl R 2 IF x1 is NJ AND x2v is H2 AND x3 is N3 THEN y is C2 R 3 IF x1 is NJ AND x2v is N2 AND x3 is H3 THEN y is C3 60 R 4 IF x1 is LJ AND x2v is N2 AND x3 is N3 THEN y is C4 R 5 IF x1 is NJ AND x2v is L2 AND x3 is N3 THEN y is C5 No anexo I s o apresentadas as restantes regras de delibera o para a UTA em funcionamento de Ver o O diagn stico das prov veis anomalias que est o a afectar o sistema pode ser ent o feito praticamente em tempo real atrav s da an lise do anexo I 6 4 Diagn stico de poss vel anomalia em funcionamento de Inverno C0 UTA em funcionamento normal anomalias n o detectadas Cl Temperatura anormal elevada na caixa mistura Causas prov veis e Bateria ou valvularia com anomalia e Recuperador de fluxos cruzados com anomalia e Sensor com anomalia C2 Temperatura de ar novo anormal elevada Causas prov veis e T exterior anormalmente elevada e Presen a de fonte de calor nas proximidades e Sobreaquecimento do motor do registo de ar novo ou quadro el ctrico C3 Temperatura de retorno anormal elevada Causas prov veis e Registos fechados nas grelhas dos espa os interiores e Registos fechados no Layout de condutas e Actividade que desenvolva calor elevado num qualquer espa o interior C4 Temperatura anormal baixa na caixa de mistura Causas prov veis e
152. xto operacional O algoritmo utilizado para estruturar a arquitectura idealizada do agente foi construido em Labview utilizando tamb m o m dulo Intelligent Control Toolkit for Labview ICTL desenvolvido pela empresa Tribal Engineering especialmente para programa o em intelig ncia artificial 1 2 Objectivos propostos Ao longo do presente trabalho prop e se a an lise de uma nova filosofia de manuten o na qual a rea de interven o e responsabilidade humana passa a ter um peso relativamente menor em compara o com as tradicionais pol ticas de manuten o utilizadas na ind stria A constru o de uma arquitectura o mais simplificada poss vel que facilite a interac o e delibera o por parte do agente em contexto proactivo foi tamb m um dos principais conceitos orientadores do presente trabalho A r pida e eficaz detec o de qualquer anomalia falha que se possa traduzir na altera o das temperaturas de funcionamento consideradas normais numa Unidade de Tratamento de Ar UTA uma das principais metas a atingir Houve tamb m a preocupa o constante em desenvolver o algoritmo de modo que possa ser f cil e eficazmente implementado em contextos industriais com uma boa rela o custo benef cio Pretende se com a presente disserta o contribuir para a melhoria da manuten o de equipamentos electromec nicos sendo esta realizada de uma forma proactiva autom tica e fi vel recorrendo a um agente

Tese definitiva01

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