XVIII SEMINÁRIO DE ENGENHARIA DE CONTROLE E AUTOMAÇÃO Resumos das Monografias de ... · 2012-06-22 · xviii seminÁrio de engenharia de controle e automaÇÃo da ufmg sumÁrio

UNIVERSIDADE FEDERAL DE MINAS GERAIS

ESCOLA DE ENGENHARIA

CURSO DE ENGENHARIA DE CONTROLE E AUTOMAÇÃO

XVIII SEMINÁRIO DE

ENGENHARIA DE CONTROLE E AUTOMAÇÃO

Resumos das Monografias

de Projeto de Final de Curso

26 a 29 de Junho de 2012

Belo Horizonte – Minas Gerais

XVIII SEMINÁRIO DE ENGENHARIA DE CONTROLE E AUTOMAÇÃO DA UFMG

Apresentação

Estes Anais do XVIII Seminário de Engenharia de Controle e Automação da Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG) apresentam os resumos dos Projetos de Final de Curso (PFC) dos alunos de graduação, realizados como um dos requisitos para a obtenção do grau de Engenheiro(a) de Controle e Automação da UFMG, e defendidos no final do primeiro semestre de 2012. As defesas desses projetos se dão ao longo do Seminário, na presença de bancas examinadoras compostas, cada uma, pelo professor orientador, pelo supervisor e por um membro externo ao projeto.

Cada PFC é executado durante dois semestres letivos e representa a elaboração de um projeto completo de engenharia: o estudo de um problema de controle e automação, a concepção da metodologia, simulação, implementação de uma solução e a documentação sob a forma de uma Monografia.

Esta Comissão deseja agradecer aos professores orientadores da Escola de Engenharia, pelo acompanhamento acadêmico dos alunos, e aos supervisores das empresas e dos departamentos (da Escola) que os acolheram, viabilizando a realização de seus Projetos de Final de Curso, ajudando a mantê-los em alto nível e completando a formação desses futuros engenheiros para o nosso país.

Belo Horizonte, Junho de 2012

Comissão Organizadora do XVI Seminário

de Engenharia de Controle e Automação

Prof. Walmir Matos Caminhas, DELT-UFMG

Prof. Bruno Otávio Soares Teixeira, DELT-UFMG

Coordenador do Curso de Graduação em Engenharia de Controle e Automação


SUMÁRIO

APLICAÇÃO DE SISTEMAS DE MEDIÇÃO FASORIAL SINCRONIZADA NA PREVISÃO DE INSTABILIDADE DE TENSÃO DOS SISTEMAS ELÉTRICOS DE POTÊNCIA

Aluno: Danilo de Sá Martins

01

SIMULAÇÃO DE UM SISTEMA AUTOMATIZADO DE LOCALIZAÇÃO DE FONTES SONORAS

Aluno: Fabiana Mitie Watanabe Avelar

02

MODELAGEM E SIMULAÇÃO DO SISTEMA PRODUTIVO DE UMA SIDERÚRGICA UTILIZANDO REDES DE PETRI COLORIDA

Aluno: Filipe Spuri Ribeiro Silva

03

SISTEMA MULTIAGENTE PARA GERENCIAMENTO DE ENERGIA ELÉTRICA EM AMBIENTE RESIDENCIAL

Aluno: Flávio Borges de Pinho Tavares

04

DIAGNÓSTICO ENERGÉTICO DA MINA DE ESPERANÇA DA FERROUS RESOURCES DO BRASIL

Aluno: Gabriel Duarte Lott

05

AVALIAÇÃO DA INFLUÊNCIA DO RUÍDO PARA O LEVANTAMENTO DE MODELOS DE LINHAS DE TRANSMISSÃO

Aluno: Gabriel Vinicios Moreira Fernandes

06


SISTEMA DE TELEMETRIA AUTOMOTIVA VIA TELEFONIA

Aluno: Guilherme Gusman Brandão

07

SISTEMA DE GERÊNCIA DE ESTQOUE

Aluno: Henrique Antunes Garcia de Campos

08

DESENVOLVIMENTO DE UMA FERRAMENTA PARA IDENTIFICAÇÃO DE SINAIS CORRELACIONADOS: APLICAÇÃO EM DADOS PROVENIENTES DE UMA PLATAFORMA DE PETRÓLEO

Aluno: Kim Cândido Pereira de Araújo

09

DESENVOLVIMENTO DE UM SISTEMA PROGRAMÁVEL PARA AVALIAÇÃO DO COMPORTAMENTO DE EQUIPAMENTOS INDUSTRIAIS FRENTE A PROBLEMAS DE QUALIDADE DE ENERGIA

Aluno: Leandro de Oliveira Moreira

10

DESENVOLVIMENTO DE UM MESSAGE ORIENTED MIDDLEWARE BASEADO EM OPC PARA A COMUNICAÇÃO ENTRE SISTEMAS DE VISÃO E LINHAS DE AUTOMAÇÃO

Aluno: Lucas Ferreira de Melo Diniz

11

SISTEMA DE DETECÇÃO DE ESCÓRIA NO LINGOTAMENTO CONTÍNUO BASEADO EM SINAIS DE VIBRAÇÃO

Aluno: Lucas Gabriel Rabelo Criscuolo

12

DESENVOLVIMENTO DE PLATAFORMA DE TESTES PARA CONTROLE DE QUADRIROTORES

Aluno: Luiz Claudio Dutra Martins Fernandes Boechat

13


PROPOSTA DE RACIONALIZAÇÃO DE ALARMES EM UMA USINA TERMOELÉTRICA

Aluno: Mainda Quintela da Silva

14

DETECÇÃO E LOCALIZAÇÃO DE DESCARGAS PARCIAIS EM TRANSFORMADORES DE ALTA TENSÃO POR MÉTODOS DE ANÁLISE DE EMISSÕES ACÚSTICAS

Aluno: Mauro Antônio da Costa Júnior

15

CBREWER - IMPLEMENTAÇÃO EM NUVEM DE FUNCIONALIDADES MES PARA CERVEJARIAS CASEIRAS

Aluno: Moisés Estevão Du Bois

16

AUTOMAÇÃO DO SETOR DE CLINQUER

Aluno: Paulo Henrique Cardoso Mendes

17

PLATAFORMA DE GERAÇÃO AUTOMATIZADA DE CASOS PARA TESTES DE RELÉS NO SIMULADOR DIGITAL EM TEMPO REAL

Aluno: Pedro Henrique de Mello Zumpano

18

SISTEMA AUTOMATIZADO DE GERAÇÃO E MEDIÇÃO DE IMPULSOS PARA INVESTIGAÇÃO DA PROBABILIDADE DE FALHAS EM "GAPS"DE AR

Aluno: Pedro Ribeiro de Gusmão

19

PROPOSTA DE METODOLOGIA PARA CALIBRAÇÃO E VALIDAÇÃO DE MODELOS DE MACRO-SIMULAÇÃO PARA REDES VIÁRIAS URBANAS

Aluno: Rafael Espíndola Antunes

20


IMPLEMENTAÇÃO DE ALGORITMOS EVOLUCIONÁRIOS EM UNIDADES DE PROCESSAMENTO GRÁFICO USANDO CUDA

Aluno: Rodrigo Valladares Cota

21

APLICAÇÃO DE ALGORITMOS EVOLUCIONÁRIOS NA RECONFIGURAÇÃO DE REDES DE DISTRIBUIÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA

Aluno: Tiago Andrade Gomes Silveira

22

MODELAGEM E SINCRONIZAÇÃO DE SEMÁFOROS EM SISTEMAS DE TRÁFEGO URBANO

Aluno: Vinicius Gischewski Teixeira Campos

23

XVIII SEMINÁRIO DE ENGENHARIA DE CONTROLE E AUTOMAÇÃO CRONOGRAMA

Horários 2a. Feira (25/06) 3a. Feira (26/06) 4a. Feira (27/06) 5a. Feira (28/06) 6a. Feira (29/06) 08:00 -10:00

Guilherme Gusmão (seminários 1010)

Thiago Marques (Seminários 1010)

Gabriel Lott

(Seminários 1012)

10:00 - 12:00

Palestra de Abertura às 09:30:

Oly Lopes

Diretor Comercial da Accenture

Sala da Congregação 4a. Andar do Bloco 1

Pedro Gusmão (Seminários 1010)

Kim de Araújo (Seminários 1012)

Daniel Duarte (Seminários 1010)

Tiago Andrade (Seminários 1012)

Moisés Estevão (Seminários 1010)

Henrique Antunes (Seminários 1012)

Gabriel Vinícius

(Sala 2418B-PPGEE)

13:30 – 15:30

Mainda Quintela (Seminários 1010)

Leandro de Oliveira (Seminários 1010)

Lucas Diniz

(Seminários 1012)

Fabiana Mitie (1092 bloco de ligação)

Rodrigo Cotta (1010)

Luiz Cláudio* (Seminários 1010)

*OBS: início às 13:00

Paulo Henrique (Seminários 1012)

15:30 – 17:30

Mauro Antônio (Seminários 1010)

Pedro Zumpano (Seminários 1012)

Flávio Borges (1010)

Danilo de Sá (Seminários 1010)

Lucas Criscuolo

(Seminários 1012)

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!PALESTRA DE ABERTURA: Tema: Visão Geral Sobre Automação Industrial Palestrante: Oly Lopes - Diretor Comercial da Accenture Tópicos que serão abordados:

• Introdução • Conceituação rápida de automação Industrial • Visão da grande abrangência e alavancas de valor da Automação Industrial; • Apresentação de 07 cases reais, todos inovadores • Rápida visão do mercado de automação internacional • Comentários finais e espaço para perguntas

!


1

Aplicação de Sistemas de Medição Fasorial Sincronizada na Previsão de Instabilidade de Tensão dos Sistemas Elétricos de

Potência Aluno: Danilo de Sá Martins Orientador: Profa. Maria Helena Murta Vale (DEE/UFMG) Supervisor: Daniel Corrêa Ramos (Concert)

O Projeto Final de Curso aqui apresentado aborda o uso de dados provenientes dos

Sistemas de Medição Fasorial Sincronizada na previsão do fenômeno da Instabilidade de

Tensão dos Sistemas Elétrico de Potência (SEP). A manutenção da Estabilidade de Tensão é

uma dificuldade que vem tomando proporções cada vez maiores na operação do SEP. A

medição fasorial traz a possibilidade de se evitar o risco de instabilidade, pois permite um

acompanhamento da dinâmica do sistema. A análise de estabilidade de sistemas de grande

porte envolve o uso de Equivalentes de Redes, onde a aplicação de estimadores mostra-se

fundamental, principalmente para realizar a passagem entre o mundo simulado e o mundo

das medições reais. Este trabalho propõe a utilização do Estimador de Mínimos Quadrados

na determinação do Equivalente de Thévenin utilizado na previsão de instabilidade de tensão

de sistemas de potência. Variantes do estimador são comparadas visando identificar a que se

melhor adequa ao problema. O trabalho inclui a aplicação do equivalente proposto na

previsão de instabilidade de sistemas elétricos reais, mostrando resultados extremamente

positivos.


2

SIMULAÇÃO DE UM SISTEMA AUTOMATIZADO DE LOCALIZAÇÃO DE FONTES SONORAS

Aluna: Fabiana Mitie Watanabe Avelar Orientador: Prof. Wallace do Couto Boaventura (DEE-UFMG) Supervisor: Prof. Ivan José da Silva Lopes (DEE-UFMG)

As técnicas de localização de fontes sonoras tem ampla aplicabilidade não só nas

áreas de telecomunicações e processamento de fala, como também em ambientes industriais

e de alta-tensão. Essas tecnologias são usadas em sistemas de posicionamento e detecção

de ruídos acústicos em máquinas industriais, motores, automóveis, eletrodomésticos, entre

outros. Em transformadores e linhas de transmissão, esses ruídos podem significar distúrbios

e falhas que podem provocar danos e perdas elétricas.

Esse trabalho visa estudar o método de localização de fontes sonoras baseado no

atraso do tempo de chegada (Time Delay of Arrival - TDOA) utilizando arranjos de microfones.

Os microfones recebem os dados acústicos de uma região de interesse simultaneamente e

localizam espacialmente a fonte de som principal em um ambiente, usando os princípios de

propagação do som. A localização é feita medindo-se o tempo de atraso da chegada do som

para um conjunto de microfones. O atraso estimado é transformado em diferenças de

distâncias entre fonte/sensores, resultando em um conjunto de equações. A resolução desse

sistema de equações produz uma solução que indica a posição da fonte.

O trabalho consiste na realização de testes para validação do algoritmo de localização

com um conjunto de dados gerado em ambiente de simulação. A avaliação da técnica de

localização procurou identificar o erro na estimação da posição da fonte em função de

parâmetros tais como: taxa de amostragem, nível de ruído, distância fonte/sensores e

disposição geométrica dos sensores.


3

MODELAGEM E SIMULAÇÃO DO SISTEMA PRODUTIVO DE UMA SIDERÚRGICA UTILIZANDO REDES DE PETRI COLORIDA

Aluno: Filipe Spuri Ribeiro Silva Orientador: Prof. Carlos Andrey Maia (DEE/UFMG) Supervisor: Leonardo Radicchi Soares Cunha (Gerdau)

Com a crescente demanda de aço no mercado (construção civil e indústrias diversas) as

indústrias siderúrgicas são forçadas a operar no seu limite para atender prazos de entrega

cada vez mais curtos. Dessa forma para garantir a competitividade no mercado estas

indústrias precisam produzir com qualidade e rapidez a baixo custo. Há então a necessidade

destas ajustarem seus sistemas de produção, como melhorar organização interna (layout),

movimentação de materiais e pessoas e sincronização de processos, minimizando os custos

e tempo de produção.

O sistema logístico de produção é um dos processos chave para garantir volume de produção

e reduzir custos em uma indústria. Dentre os principais problemas logísticos do processo

produtivo de uma siderúrgica estão a perda térmica no transporte do gusa e do aço e a

sincronização entre produção de altos-fornos e processos de aciaria. O meio de transporte

(carro sobre trilhos, pontes-rolantes, carretas) para movimentação do gusa e do aço e a

maneira como é feita deve garantir rapidez e segurança para reduzir perdas térmicas e

assegurar o sequenciamento da produção. A sincronia entre produção de altos-fornos e

processos de aciaria é fundamental para reduzir tempo de espera em filas entre processos,

evitar quebras de sequência na produção e consequentemente a redução de perdas térmicas.

Este trabalho consiste na modelagem e simulação dos processos produtivos, entre altos-

fornos e aciaria, de uma siderúrgica utilizando redes de Petri colorida. Esta é uma ferramenta

gráfica matemática e computacional utilizada para modelagem e simulação de sistemas de

eventos discretos. A partir desta obtém-se o modelo do sistema atual e este é validado por

meio de comparações da saída do sistema real e simulado. São também propostos novos

cenários para o sistema produtivo e são feitas análises de desempenho.


4

SISTEMA MULTIAGENTE PARA GERENCIAMENTO DE ENERGIA ELÉTRICA EM AMBIENTE RESIDENCIAL

Aluno: Flávio Borges de Pinho Tavares Orientador: Prof. Frederico Gadelha Guimarães (DEE/UFMG) Supervisor: Prof. Ricardo Poley Martins Ferreira (DEMEC/UFMG)

Esta monografia propõe o desenvolvimento de um Sistema Multiagente para realizar o

gerenciamento dos recursos energéticos em uma residência. A utilização eficiente da energia

elétrica é hoje uma necessidade em todo o mundo. Diversos problemas ambientais provêm

das iniciativas de se atender à demanda por esse recurso por meio da construção de novas

usinas. Uma alternativa para se alcançar um abastecimento energético satisfatório, sem

causar impactos negativos ao meio ambiente, é a redução do consumo de energia elétrica e

eliminar os desperdícios. Para esse fim, a utilização de sistemas multiagentes possui grande

aplicabilidade, principalmente nos setores industrial e comercial. A ideia deste projeto é trazer

os benefícios da abordagem de agentes aliados aos conceitos da eficiência energética para

dentro de casa. As atividades desenvolvidas englobam o levantamento do modelo residencial,

a especificação dos sensores e dos equipamentos, a criação de uma arquitetura de

automação baseada em agentes e a simulação dos processos de uma residência sob

atuação do Sistema Multiagente. São apresentadas, ainda, as análises referentes à utilização

das cargas energéticas durante o período de simulação. Os resultados obtidos mostram que a

implementação de um Sistema Multiagente para gerenciamento do consumo energético

possibilita reduzir, consideravelmente, o uso ineficiente da energia elétrica e, ainda, tende a

planificar a curva de carga de uma residência.


5

DIAGNÓSTICO ENERGÉTICO DA MINA DE ESPERANÇA DA FERROUS RESOURCES DO BRASIL

Aluno: Gabriel Duarte Lott Orientador: Prof. Sidelmo M. Silva (DELE/UFMG) Supervisor: Eng. Rodrigo P. Zolini (Ferrous)

A Ferrous Resources do Brasil, mineradora recém-criada e que possui ativos minerários na região do quadrilátero ferrífero em Minas Gerais, prima pela qualidade dos seus processos e pela constante redução dos custos operacionais, visando tornar-se um dos principais players do mercado internacional de minério de ferro em um futuro próximo. Uma das formas de se obter a redução dos custos operacionais é através da realização de um diagnóstico energético das plantas da empresa, avaliando e levantando pontos potenciais de ineficiência, já que os custos do insumo vêm aumentando consideravelmente nos últimos anos. O estudo será focado em duas áreas distintas: redução do consumo de energia dos motores elétricos, cuja operação é responsável por aproximadamente 55 % dos gastos com energia do processo (de acordo com dados de literatura), e adequação tarifária da mina, com intuito de reduzir o custo da fatura mensal. Além dos benefícios econômicos, a melhora da eficiência energética dos motores trazem, ainda, benefícios técnicos e ambientais para a empresa.


6

AVALIAÇÃO DA INFLUÊNCIA DO RUÍDO PARA O LEVANTAMENTO DE MODELOS DE LINHAS DE TRANSMISSÃO

Aluno: Gabriel Vinicios Moreira Fernandes Orientador: Prof. Wallace do Couto Boaventura (DEE/UFMG) Supervisor: José Osvaldo Saldanha Paulino (DEE/UFMG)

O Brasil tem sua energia elétrica baseada no sistema de hidroeletricidade, sendo necessário a transmissão da energia hidroelétrica, gerada em pontos remotos, para os centros de consumo. A transmissão da energia elétrica deve ser feita de forma a se evitar perdas excessivas e sobrecarga de equipamentos ligados na rede, na tentativa de se evitar que os mesmos se danifiquem, como no caso de elevadas sobretensões de manobra. Para que diagnósticos como estes possam ser feitos é necessário um modelo que descreva o comportamento dinâmico das linhas de transmissão. O estudo relativo ao levantamento desses modelos pode ser feito utilizando tanto metodologias no domínio do tempo quanto da frequência, ou utilizando uma combinação dos dois. O presente trabalho visa avaliar o levantamento de modelos de linha de transmissão tanto no domínio do tempo quanto da frequência, com os sinais de modelagem estando sobre a presença de ruído, avaliando a degradação de performance destes à medida que o ruído é aumentado. Os equivalentes da linha de transmissão são calculados garantindo características de estabilidade e passividade. Adicionalmente, é forçado um grau de esparsidade nos modelos obtidos de modo a se conseguir redução de esforço computacional. Foram usados dois tipos de ruído, os gaussianos (ligados a interferências) e os uniformes(ligados a ruídos de medição), sendo avaliadas características como ordem do modelo resultante, ordem do equivalente esparso e erro do modelo em relação ao sistema original. A partir dos testes realizados, observou-se ser possível obter os equivalentes, mesmo com o sinal sendo contaminado por ruído e que a modelagem realizada no domínio do tempo é superior em desempenho do que a realizada no domínio da frequência.


7

SISTEMA DE TELEMETRIA AUTOMOTIVA VIA TELEFONIA MÓVEL Aluno: Guilherme Gusman Brandão Orientador: Prof. Renato Cardoso Mesquita (DELE/UFMG) Supervisor: Eng. Vinícius Matos Paiva (DTI Sistemas)

O presente trabalho tem como objetivo o desenvolvimento de um sistema de telemetria automotiva baseado em celular smartphone. São estudadas as tecnologias de monitoramento e diagnóstivo de veículos automotores, com ênfase no padrão On-board Diagnostics (OBD), presente na grande maioria de veículos fabricados mundialmente. Realiza-se uma pesquisa de mercado sobre as tecnologias e sistemas operacionais móveis existentes, a fim de se embasar a escolha da plataforma de desenvolvimento. Com base na pesquisa realizada estuda-se, especificamente, o desenvolvimento de aplicações para Android.

Desenvolve-se ainda um sistema web utilizado para controle e visualização de dados capturados. Testes bem sucedidos são realizados em dois modelos de veículos de diferentes fabricantes. Como resultado obteve-se um produto inovador e que atende aos requisitos de projeto.


8

SISTEMA DE GERÊNCIA DE ESTQOUE Aluno: Henrique Antunes Garcia de Campos Orientador: Prof. Frederico Gadelha Guimarães (DEE/UFMG) Supervisora: Priscila Araujo Eller (JPLUS)

A empresa JPlus está crescendo a cada dia mais e por isso começa a enfrentar problemas com a estocagem de seus produtos. Um sistema para auxiliar na gestão de seu estoque começa a se tornar essencial, além de um diferencial no mercado. Esse projeto final de curso tem o objetivo principal de garantir uma quantidade ideal de cada produto estocado na empresa. Dessa forma, o sistema desenvolvido é capaz de informar ao operador a necessidade de compra de um determinado produto, a fim de manter o estoque com uma quantidade mínima para atender aos seus clientes e não sobrecarregar o estoque. Além disso, o sistema também é responsável por automatizar a tomada de decisões na entrada e saída de produtos, mapear os produtos que entraram/saíram no estoque em um determinado período, mapear os produtos existentes na empresa atualmente, informar se um produto está para vencer e informar produtos já vencidos.


9

DESENVOLVIMENTO DE UMA FERRAMENTA PARA IDENTIFICAÇÃO DE SINAIS CORRELACIONADOS: APLICAÇÃO EM DADOS PROVENIENTES DE UMA PLATAFORMA DE PETRÓLEO

Aluno: Kim Cândido Pereira de Araújo Orientador: Prof. Luis Antônio Aguirre (DELT/UFMG) Supervisor: Eng. Alex Teixeira (PETROBRAS)

Qualquer controle de processo ou algoritmo de otimização pressupõe instrumentos de medição confiáveis e robustos. Num ambiente agressivo, como na extração de petróleo off-shore, esta confiança e robustez são muito difíceis de serem mantidas. Os equipamentos e instrumentos localizados no fundo do poço sofrem um rápido desgaste com essas condições extremas, diminuindo muito sua vida operacional. Além disso, a troca ou manutenção de tais equipamentos é complicada e onerosa, sendo, portanto, inviável. Os sensores virtuais surgem, nesse contexto, como modelos computacionais capazes de substituir instrumentos críticos, tão logo o defeito ocorra. Para obter tais modelos é preciso identificar as variáveis que podem ser usadas como entrada para tais sensores virtuais. O projeto tem como objetivo desenvolver uma ferramenta automática em Matlab capaz de identificar, de um conjunto grande de sinais, aqueles que têm grandes chances de compor essas variáveis. Uma metodologia para observação de correlação entre sinais é estudada, modificada e usada como base para criação dessa função. Após a validação da ferramenta num cenário conhecido, ela é aplicada numa massa de dados coletada de uma determinada plataforma de petróleo. Dessa forma, é possível comprovar a eficiência e eficácia da rotina criada bem como suas limitações. Por fim, algumas variáveis são selecionadas e sugeridas como candidatas a compor os modelos do PDG-P.


10

DESENVOLVIMENTO DE UM SISTEMA PROGRAMÁVEL PARA AVALIAÇÃO DO COMPORTAMENTO DE EQUIPAMENTOS

INDUSTRIAIS FRENTE A PROBLEMAS DE QUALIDADE DE ENERGIA

Aluno: Leandro de Oliveira Moreira Orientador: Prof. Sidelmo Magalhães Silva, Dr. (DEE/UFMG) Supervisor: Prof. Renato Cardoso Mesquita, Dr. (DEE/UFMG)

Distúrbios de qualidade de energia elétrica afetam negativamente o funcionamento de

dispositivos elétricos e eletrônicos. Nas indústrias é recorrente o uso desses equipamentos

nos processos e suas falhas devido a afundamentos de tensão podem resultar em prejuízos

econômicos. Neste contexto, equipamentos com a capacidade de amenizar ou anular as

consequências indesejáveis dos distúrbios da rede ganham forças e utilidade no meio

industrial. Este trabalho objetiva o desenvolvimento de um sistema que permite configurar os

principais parâmetros de um afundamento de tensão como a tensão residual, duração, fases

afetadas pelo distúrbio entre outras características e é utilizado para avaliar o comportamento

de equipamentos industriais frente a esse distúrbio de qualidade de energia elétrica. O

sistema é desenvolvido na linguagem ladder e executado no controlador Vision 120. Além

disso, possibilita uma configuração fácil e intuitiva de um afundamento de tensão por meio do

visor gráfico existente no controlador e da interface do sistema programada.


11

DESENVOLVIMENTO DE UM MESSAGE ORIENTED MIDDLEWARE BASEADO EM OPC PARA A COMUNICAÇÃO ENTRE SISTEMAS DE

VISÃO E LINHAS DE AUTOMAÇÃO Aluno: Lucas Ferreira de Melo Diniz Orientador: Prof. Guilherme Augusto Silva Pereira (DEE/UFMG) Supervisor: Alysson Ribeiro das Neves (Invent Vision)

O presente trabalho apresenta uma ferramenta de comunicação desenvolvida para integrar

um sistema de visão computacional a uma linha de automação. Sendo aplicado a processo

de chanframento de tubos, o intuito do sistema de visão é realizar a medição de chanfro e

bisel de forma automática e integrada, substituindo assim a inspeção visual. A linha de

automação tem como função realizar o transporte dos tubos e ativar as máquinas de chanfro.

Fazendo uso da ferramenta de comunicação, os sistemas devem ser capazes de implementar

um fluxo definido e possibilitar maior controle da qualidade do chanframento realizado. Além

de evitar atrasos no processo, o uso do sistema de visão pode ajudar a identificar possíveis

problemas na ferramenta de chanfro. A comunicação foi feita por meio de OPC, sobre o qual

foi desenvolvido um Middleware orientado a mensagem (MOM). Esse trabalho apresenta a

estrutura das mensagens envolvidas, como elas são interpretadas, as tecnologias utilizadas e

como foi possível validar o sistema em laboratório.


12

SISTEMA DE DETECÇÃO DE ESCÓRIA NO LINGOTAMENTO CONTÍNUO BASEADO EM SINAIS DE VIBRAÇÃO

Aluno: Lucas Gabriel Rabelo Criscuolo Orientador: Prof. André Paim Lemos (DELT/UFMG) Supervisor: Eng. Jonathas Langbeng (VSB)

Esse projeto apresenta uma investigação sobre a detecção de escória baseada em sinais de vibração no vazamento da panela de aço do processo de lingotamento contínuo. O seu desenvolvimento ocorreu nas dependências da Vallourec & Sumitomo Tubos do Brasil (VSB). O objetivo principal foi desenvolver um algoritmo para a classificação/detecção de escória que contribuísse em prol da prática operacional facilitando o trabalho dos operadores. A implantaçãode um sistema de detecção de escória confiável implica ganhos nos índices de qualidade e rendimento metálico da aciaria.

No decorrer do projeto foram encontradas duas possibilidades para obter uma massa de dados com os sinais de vibração: 1) dados brutos de aceleração amostrados em 2.4Khz , 2) valor RMS da vibração amostrado em 1Hz. Embora os dados coletados tenham grande variabilidade em sua forma, alguns padrões foram encontrados para ambas abordagens e uma analise da qual seria a melhor estratégia foi apresentada. Como resultado final, um modelo fuzzy do tipo Takagi-Sugeno foi proposto e avaliado.


13

DESENVOLVIMENTO DE PLATAFORMA DE TESTES PARA CONTROLE DE QUADRIROTORES

Aluno: Luiz Claudio Dutra Martins Fernandes Boechat Orientador: Prof. Leonardo Antonio Borges Torres (DELT/UFMG) Orientador: Prof. Bruno Otávio Soares Teixeira (DELT/UFMG) Supervisor: Prof. Walmir Matos Caminhas (DELT/UFMG)

O projeto de desenvolvimento de uma plataforma de testes para controle de quadrirotores tem como objetivos:

• Prover um ambiente computacional para implementação de leis de controle e para

monitoramento do quadrirotor; • Disponibilizar um sistema de aquisição de dados para coleta de dados das variáveis

observadas; • Projetar e implementar sistemas de controle utilizando técnicas diversas para

demonstrar a funcionalidade do sistema de supervisão, aquisição de dados e controle.

O trabalho é realizado no Laboratório de Diagnóstico de Falhas, Controle, Otimização e Modelagem (D!FCOM), onde são desenvolvidas pesquisas sobre uso de inteligência computacional em sistemas de diagnóstico de falhas, de controle e de otimização, assim como no estabelecimento de modelos de processos complexos.

O estudo de veículos aéreos não-tripulados tem grande importância devido as amplas possibilidades práticas dessas plataformas, como monitoramento e inspeção de ambientes e realização de missões de busca e resgate. Tais aplicações envolvem grandes desafios técnicos relacionados desde o controle de atitude e altitude dos veículos até a coordenação de múltiplos agentes realizando uma tarefa. Neste cenário, os quadrirotores se destacam por serem plataforma preferencial para o desenvolvimento de pesquisas.


14

PROPOSTA DE RACIONALIZAÇÃO DE ALARMES EM UMA USINA TERMOELÉTRICA

Aluno: Mainda Quintela da Silva Orientadora: Profa. Patrícia Nascimento Pena (DELT/UFMG) Supervisor: Engo. Hugo C. C. Michel

O aumento da automação nos processos industriais tem tornado os sistemas de

alarme cada vez mais importantes para o controle das plantas e máquinas industriais. Tais

sistemas são parte essencial da interface do operador com o processo e, portanto, devem

prover informações que auxiliem na melhor e mais segura operação do mesmo. Porém,

estudos de diversos órgãos como o HSE (Health and Safety Executive), que tratam de saúde

e segurança operacional, mostram que atualmente os sistemas de alarme não exercem sua

função adequadamente, pois têm sobrecarregado os operadores com um número excessivo

de alarmes gerados em situações de distúrbio da planta e, até mesmo em situações de

operação normal. Para que a operação não seja sobrecarregada e, portanto mais segura, os

sistemas de alarme podem ser aprimorados utilizando-se as práticas de gerenciamento de

alarmes. O presente trabalho irá apresentar as principais normas e guias no assunto, como a

EEMUA 191 e a ISA 18.2, bem como os principais problemas e soluções encontrados nos

sistemas de alarmes. O estudo de caso apresentado trata da racionalização dos alarmes de

uma usina termelétrica, mais especificamente da Usina Termelétrica do Barreiro, localizada

em Belo Horizonte, MG. Para o desenvolvimento do trabalho será utilizado o ciclo de vida do

sistema de gerenciamento de alarmes proposto pela ISA 18.2 e os índices de desempenho

sugeridos pela EEMUA 191. O resultado do trabalho comprova que a utilização das técnicas e

metodologias de gerenciamento de alarmes levam a uma redução significativa do número de

alarmes apresentados ao operador e, consequentemente, contribuem para a maior segurança

e eficiência do sistema.


15

Detecção e Localização de Descargas Parciais em Transformadores de Alta Tensão por Métodos de Análise de Emissões Acústicas

Aluno: Mauro Antônio da Costa Júnior Orientador: Prof. Wallace do Couto Boaventura (DEE/UFMG) Supervisor: Prof. Ivan José da Silva Lopes (DEE/UFMG)

Transformadores são componentes essenciais aos sistemas de distribuição de energia modernos. Linhas de transmissão que ligam usinas aos centros consumidores devem operar em tensões muito altas para minimizar perdas e maximizar a potência útil transmitida, enquanto sistemas domésticos e industriais usam valores de tensão menores, com diferença de ordens de grandeza. Transformadores são a principal ferramenta para realizar este tipo de conversão, permitindo a interconexão entre os consumidores e as linhas de transmissão. Falhas no funcionamento destes componentes podem comprometer a qualidade da energia disponibilizada ou mesmo provocar cortes no fornecimento.

Um problema comum na operação de transformadores é a ocorrência de descargas parciais em seus componentes internos. Este fenômeno ataca principalmente o isolamento dos enrolamentos, tendendo a agravar a avaria, degradando outros componentes e em casos extremos, causando a ruptura completa do sistema de isolamento. Porém, se identificadas em fase inicial, as descargas parciais não representam grande perigo, uma vez que o transformador pode ser submetido a uma manutenção corretiva, evitando uma falha grave.

Este trabalho se propõe a avaliar o uso de processamento de sinais acústicos como método eficaz de detecção e localização de descargas parciais. Para a coleta e validação de dados utiliza-se um modelo simplificado, composto apenas por uma caixa metálica dentro da qual serão geradas descargas elétricas. O monitoramento dos sinais acústicos foi realizado usando um conjunto de microfones e um osciloscópio para medição e armazenamento dos dados. As amostras coletadas foram processadas visando localizar a fonte da emissão sonora (a descarga elétrica). Os resultados experimentais e computacionais obtidos foram satisfatórios e demonstraram a aplicabilidade do modelo simplificado para os estudos iniciais de emissão acústica por descargas parciais em transformadores.


16

CBREWER - IMPLEMENTAÇÃO EM NUVEM DE FUNCIONALIDADES MES PARA CERVEJARIAS CASEIRAS

Aluno: Moisés Estevão Du Bois Orientador: Profa. Maria Auxiliadora Muanis Persechini (DELT/UFMG) Supervisor: Eng. Vinícius Matos Paiva (DTI Sistemas)

Neste trabalho descreve-se a construção de funcionalidades MES em nuvem para cervejarias caseiras. A construção destas funcionalidades apresenta as seguintes etapas: estudo das normas pertinentes a sistemas de gestão da produção como Manufacturing Execution System (MES); estudo do processo de produção artesanal de cervejas; estudos de tecnologias necessárias ao desenvolvimento do aplicativo de software; pesquisas de softwares existentes no mercado com funcionalidades MES para cervejarias caseiras; entrevistas com potencias usuários do sistema. Após estas etapas preliminares, definiu-se a funcionalidade a ser implementada no projeto, a saber: módulo de apontamento da produção. Além disto, este trabalho descreve a implementação do módulo de apontamento, partindo das especificações funcionais e de arquitetura do sistema, passando pela modelagem de classes, implementação, e chegando–se aos testes do sistema.


17

AUTOMAÇÃO DO SETOR DE CLINQUER Aluno: Paulo Henrique Cardoso Mendes Orientadora: Profa. Maria Auxiliadora Muanis Persechini (CPDEE/UFMG) Supervisor: Eng. Leonardo Augusto Fonseca Fiuza (Unitech Engenharia de

Automação)

Este presente trabalho descreve as etapas desenvolvidas para a automação do processo de produção de clínquer. O projeto de automação completo é desenvolvido em vinte e uma etapas, das quais nove são apresentadas e detalhadas nesta monografia. As etapas apresentadas são: lista de motores, lista de instrumentos, descritivo de equipamentos, relação de entrada e saída, descritivo de intertravamento, diagrama de blocos, programa do CLP, configuração do sistema supervisório, e finalmente simulação e teste do sistema concluído. Para o desenvolvimento do projeto é utilizada a metodologia da empresa onde o projeto é realizado, Unitech Engenharia de Automação. A metodologia se mostra eficaz resultando na aprovação do projeto pelo cliente. Além disso, é realizada uma análise crítica dos possíveis resultados obtidos com a automação do sistema em relação a um aumento da disponibilidade da linha. Essa análise é realizada por meio do levantamento dos relatórios de parada antes da implantação do sistema de automação, apontando as principais causas das paradas.


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PLATAFORMA DE GERAÇÃO AUTOMATIZADA DE CASOS PARA TESTES DE RELÉS NO SIMULADOR DIGITAL EM TEMPO REAL

Aluno: Pedro Henrique de Mello Zumpano Orientador: Prof. Clever Sebastião Pereira Filho (DEE/UFMG) Supervisor: Eng. Weber Melo de Sousa (CEMIG)

A Cemig adquiriu recentemente o equipamento denominado Real Time Digital System (RTDS) utilizado para testes de modelo de relés de proteção em loop fechado, interagindo em tempo real com o equipamento de controle e proteção durante os testes. No entanto o software que o acompanha (RSCAD) não tem ligação com os softwares já existentes na empresa, os quais possuem os dados do sistema elétrico brasileiro, tanto o operado pela Cemig quanto o de todo o Brasil.

Este projeto tem como finalidade integrar os sistemas computacionais existentes na CEMIG com o RSCAD, de modo que seja possível automatizar o processo de testes de relés de proteção de linhas de transmissão utilizando o RTDS. De modo automático, o sistema consulta os bancos de dados do Operador Nacional do Sistema (ONS) e da Cemig e monta uma rede equivalente de interesse para os testes, com um numero de barras adequado ao RTDS, uma vez que o mesmo possui limitação quanto ao numero de barras da rede elétrica.

Atualmente a montagem da rede equivalente, aferições dos equivalentes, síntese da rede para o RSCAD e construção dos módulos de controle dos testes leva aproximadamente um mês de trabalho de dois engenheiros especialistas em proteção. Com o sistema desenvolvido, todo o trabalho anteriormente descrito leva aproximadamente uma a duas horas, demonstrando o alto grau de automatização alcançado nas tarefas implementadas.


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SISTEMA AUTOMATIZADO DE GERAÇÃO E MEDIÇÃO DE IMPULSOS PARA INVESTIGAÇÃO DA PROBABILIDADE DE FALHAS

EM "GAPS"DE AR Aluno: Pedro Ribeiro de Gusmão Orientador: Prof. Wallace do Couto Boaventura (DEE/UFMG) Supervisor: Prof. José Osvaldo Saldanha (DEE/UFMG)

Dispositivos de alta tensão, como linhas de transmissão, estão sujeitos a diversos tipos de solicitação elétrica, devendo ser suportadas tanto as tensões normais de operação quanto sobretensões - como descargas atmosféricas e surtos de manobra. A suportabilidade às sobretensões é descrita através de uma curva probabilística, em que cada sobretensão tem uma determinada chance de causar uma falha no isolamento.

Quando se dimensiona um isolamento elétrico a ar, dois fatores são determinantes para as características de isolamento do equipamento: as solicitações elétricas que ele estará submetido que ele será submetido e o custo-benefício. O custo relacionado ao superdimensionamento dos isolamentos está relacionado ao custo estrutural das torres de transmissão. Ao espaçar exageradamente os condutores, faz-se necessária uma torre de transmissão mais robusta de forma a resistir um maior torque exercido. Por outro lado, se o isolamento for subdimensionado a chance de ocorrer falhas e interrupções no fluxo de energia, devido aos problemas de isolamento, é alta, causado perdas financeiras para a empresa responsável pelo comissionamento. O custo de um ensaio de EAT ou UAT para levantamento da curva probabilística inviabiliza os testes em escala real. Precisar-se-ia de um laboratório dedicado com equipamentos caros, uma fonte de energia capaz de fornecer a potência e tensão necessárias e um operador que dispararia manualmente os impulsos de tensão e correria riscos cada vez eles fossem disparados.

O que este trabalho propôs foi o desenvolvimento de um sistema computacional que execute testes de forma automática em escala reduzida, para a investigação das regiões de baixa probabilidade de disrrupção. O conhecimento do comportamento probabilístico destas regiões agrega conhecimento às práticas de coordenação de isolamento, podendo reduzir custos através de um melhor dimensionamento da isolação.


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PROPOSTA DE METODOLOGIA PARA CALIBRAÇÃO E VALIDAÇÃO DE MODELOS DE MACRO-SIMULAÇÃO PARA REDES VIÁRIAS

URBANAS Aluno: Rafael Espíndola Antunes Orientadora: Profa. Leise Kelli de Oliveira (DETG/UFMG) Supervisor: Eng. Sideney Schreiner (PTV-BRASIL)

Os atuais problemas envolvendo o tráfego urbano requerem uma ferramentas apropriadas para análise e busca de soluções. A simulação de tráfego é uma das ferramentas que permite recriar o tráfego urbano em ambiente virtual para testar soluções com um custo relativamente baixo. A confiabilidade destas ferramentas é um fator muito importante no momento de tomadas de decisão, considerando que decisões importantes no ramo da Engenharia de Transportes envolvem grandes cifras e intervenções viárias que afetam toda a população. Estas decisões devem ser tomadas de forma consciente, e para isso as ferramentas de simulação devem ter um alto grau de precisão. O presente trabalho consiste em uma proposta de metodologia utilizando algoritmos genéticos para a calibração de modelos de tráfego utilizando ferramentas de macro--‐simulação. Para validação da metodologia proposta foi desenvolvida uma rede de transportes no software VISUM e o desenvolvimento de um aplicativo para validação desta metodologia, fazendo uso da interface COM. Através destas ferramentas, foi definido uma rotina de testes para avaliar quantitativamente o desempenho da metodologia quanto ao nível de calibração especificado. Os resultados positivos indicam uma redução no tempo de calibração de redes de grande porte para os estudos de tráfego.


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APLICAÇÃO DE ALGORITMOS EVOLUCIONÁRIOS NA RECONFIGURAÇÃO DE REDES DE DISTRIBUIÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA Aluno: Tiago Andrade Gomes Silveira Orientador: Prof. Dr. João Antônio Vasconcelos (DELE/UFMG) Supervisor: Prof. Carlos Henrique Nogueira de Resende Barbosa (LCE/UFMG)

O presente trabalho apresenta o problema de reconfiguração ótima de rede de distribuição de

energia elétrica modelado como um problema de programação não-linear multiobjetivo . O

objetivo do trabalho é avaliar como algoritmos evolucionários de otimização se comportam

com o problema proposto. São apresentados problemas de otimização mono e multiobjetivo.

É apresentada a distinção entre algoritmos clássicos e evolucionários proposta na literatura

juntamente de um breve histórico dos algoritmos evolucionários aplicados em problemas

multiobjetivos. Apresenta-se também o projeto de uma biblioteca genérica de algoritmos

evolucionários através de diagramas UML. Os operadores genéticos e representação dos

indivíduos utilizados neste trabalho foram propostos na literatura e são descritos juntamente

com a formulação matemática do problema. Descreve-se dois algoritmos evolucionários

multiobjetivo, NSGAII e SPEA2, utilizados neste trabalho para a solução do problema de

reconfiguração. Algumas melhorias nos algoritmos são propostas com base em vários

trabalhos encontrados na literatura. A validação dos algoritmos implementados foi realizada

utilizando-se de problemas testes. Por fim são realizados testes de tempo de execução e

convergência dos algoritmos aplicados na reconfiguração de duas redes de distribuição

elétricas encontradas na literatura.


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MODELAGEM E SINCRONIZAÇÃO DE SEMÁFOROS EM SISTEMAS DE TRÁFEGO URBANO

Aluno: Vinicius Gischewski Teixeira Campos Orientador: Prof. Carlos Andrey Maia (DELE/UFMG) Supervisor: Prof. Luciano Cunha de Araújo Pimenta (DELT/UFMG)

Com o constante aumento da frota de veículos em ruas, o controle do tráfego urbano tem sido amplamente estudado nos últimos anos. Seja por esse crescimento, seja pelo equivocado planejamento de determinadas vias, o estudo da sincronização de semáforos se torna importante nesse contexto, visando a proporcionar maior conforto aos cidadãos, e a minimizar custos do Estado.

Este trabalho trata da modelagem de sistemas a eventos discretos para aplicação em sistemas de tráfego urbano com utilização da álgebra max-plus. A álgebra max-plus pode tornar alguns desses sistemas, não-lineares na álgebra convencional, lineares.

O objetivo do trabalho é o de estudar a aplicação da teoria apresentada em estratégias de sincronização semafórica, e, com base nesse estudo, desenvolver uma estratégia que otimize o tempo de ciclo do sistema, a distribuição dos tempos de sinal verde entre os semáforos contemplados, e, como consequência, os tempos de espera dos veículos em uma malha viária dada. Como exemplo de aplicação da estratégia, duas vias são modeladas e simuladas com uso de softwares apropriados, de modo a demonstrar a pertinência dos resultados algébricos apresentados.

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XVIII SEMINÁRIO DE ENGENHARIA DE CONTROLE E AUTOMAÇÃO Resumos das Monografias de ... · 2012-06-22 · xviii seminÁrio de engenharia de controle e automaÇÃo da ufmg sumÁrio