Profs. Afonso Turcato e André Dias (*)

Artigo publicado em julho de 2024 apresenta como a tecnologia PROFINET pode contribuir para verificação da saúde de operação de bombas centrífugas, vastamente utilizadas nos mais diversos setores da indústria. O trabalho investiga a detecção e identificação de falhas de cavitação e operação a seco em bombas centrífugas por meio de algoritmos de inteligência artificial.

Fonte: Imagem adaptada.

Esse tipo de falha, normalmente, é detectado por meio de análise de vibração da bomba, porém essa abordagem pode trazer altos custos, como instalação de acelerômetros e necessidade de um sistema de aquisição de dados. 

A inovação do artigo científico ocorre pela utilização de dados disponibilizados em redes PROFINET pelo inversor de frequência que aciona a bomba. São investigados os sinais de corrente elétrica e torque. Como a tecnologia PROFINET disponibiliza esses dados em uma alta taxa de amostragem, características desses sinais são extraídas e utilizadas como entrada do modelo preditivo, que consegue identificar a saúde de operação da bomba, sem a necessidade dos acelerômetros. Ou seja, os dados disponibilizados pela tecnologia PROFINET podem estar sendo subutilizados pelo sistema de automação e supervisão.

Para o treinamento do sistema inteligente, é necessário coletar dados de operação do sistema. Podem ser consideradas diversas velocidades de rotação ou vazão da bomba. Quando se treina o modelo com dados de operação saudável e nas falhas, as taxas de acerto chegam a 99,3% para cavitação e 99,6% para operação a seco, quando se utiliza apenas o sinal de corrente, e chega até 100% para ambas as falhas utilizando sinal de torque.

Porém, existem indústrias onde a operação da bomba em falha pode ser custosa ou inviável. O artigo também investiga uma abordagem treinando o sistema inteligente de diagnóstico com dados de operação saudável. Nessa abordagem, a taxa de acerto chega a 96,4% para a falha de cavitação e 99,9% para operação a seco, se utilizando o sinal de torque.

Assim, considerando o enorme tamanho do parque instalado de inversores de frequência que acionam bombas centrífugas conectados a redes PROFINET, espera-se que a tecnologia desenvolvida seja amplamente utilizada e replicada nas indústrias.

O artigo completo pode ser acessado aqui.

(*) Prof. Dr. Afonso C. Turcato

afonso.turcato@ifsp.edu.br

IFSP campus Sertãozinho

e Prof. Dr. André L. Dias

andre.dias@ifsp.edu.br

IFSP campus Sertãozinho