Università degli Studi di Trieste
Dipartimento di Elettrica Elettronica ed Informatica
Tesi di laurea
In
STRUMENTAZIONE ELETTRONICA DI MISURA
Sviluppo di un dispositivo, basato sulla
ridondanza analitica, per la diagnosi e la
prevenzione dei guasti in apparecchiature
industriali
Laureando: Francesco PIVETTA
Relatore : Prof. Ing. Antonio BOSCOLO
Correlatore : Ing. Michele TOPPANO
Motivazioni
 Sviluppare strumenti in grado di:
 Fornire dei parametri sulla qualità delle prestazioni.
 Prevenire i malfunzionamenti.
 Diagnosticare i guasti improvvisi.
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La lavastoviglie Rack Type
3
Struttura della Rack Type
4
Approccio top-down
Livello funzionale esterno
DETTAGLIO
Fasi del processo di lavaggio
+
Componenti elementari
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Stato dell’arte della diagnostica
basata sulla ridondanza analitica




Concetto della FDI : Fault Detection and Isolation.
Ridondanza fisica
Ridondanza analitica basata sul modello matematico.
Metodo dei residui :
u
y
Sistema
Attuale
Modello di
Sistema con
guasto i-esimo
Residui
y1
-
Logica di
decisione
Allarmi
 Logica di decisione : sistemi basati sulla conoscenza.
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Scelta del componente
 Funzione di risciacquo :
 Resistenze boiler
 Elettrovalvole
 Circuito idraulico
 Scelta del boiler come elemento sul quale effettuare i
test.
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Analisi dei guasti
 Resistenza interrotta nel ramo 1.
 Resistenza interrotta nel ramo 2.
 Resistenza interrotta nel ramo 3.
 Resistenze degradate per la presenza di calcare.
 Malfunzionamento al sistema di circolo dell’acqua.
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Equazioni di scambio termico
 Fase di riscaldamento:
qE
T 
t
M c
 Fase di risciacquo:
G
 qE

T  
 (T1  T0 ) t
M c M

M = massa d’acqua all’interno del boiler
G = portata del circuito di risciacquo
qE = potenza elettrica dell’elemento riscaldatore
c = capacità termica dell’acqua
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Il dimostratore
 Schema a blocchi del dispositivo
Resistenze Boiler
PC
Assorbimenti
elettrici
RS232
Relé 1
TA 1
Relé 2
μC
Temperatura Acqua
Boiler
Elettrovalvola
Ingresso
acqua
LED
NTC 2
 Sviluppo di uno strumento virtuale per l’acquisizione dei dati
10
Il dimostratore
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Lo strumento virtuale
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Analisi dei dati
Salita di temperatura
qE
T 
t
M c
13
Analisi dei dati
Equazioni dei Modelli
tau
25
20
Ramo 1
15
Ramo 2
Ramo 3
10
Calcare
5
Nominale
0
0
20
40
60
80
100
120
TA
14
Analisi dei dati
TA
τ
SISTEMA
ATTUALE
τ1
Residuo 1
GUASTO
NEL RAMO1
τ2
Residuo 2
GUASTO
NEL RAMO 2
LOGICA
DI
DECISIONE
τ3
Residuo 3
τ4
Residuo 4
GUASTO
NEL RAMO 3
DEPOSITO DI
CALCARE
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Analisi dei dati
Discesa di temperatura (risciacquo)
 G

T   (T1  T0 ) t
 M

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Analisi dei dati
Δt
ΔT
SISTEMA
ATTUALE
ΔT1
GUASTO AL
CIRCUITO IDRAULICO
Residuo
LOGICA
DI
DECISIONE
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Conclusioni
 Il metodo utilizzato ottimizza le risorse presenti
sull’apparecchiatura.
 Questa tesi costituisce un contribuito allo sviluppo del
primo sistema di diagnostica per questo tipo di
lavastoviglie.
 Il sistema elaborato può essere implementato su
microcontrollore per applicazioni embedded.
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