Detección de fallos de pequeña magnitud en sistemas industriales multimodo

Resumen

La detección de fallos de pequeña magnitud es uno de las cualidades que deben poseer las herramientas de diagnóstico basadas en datos históricos en procesos industriales multimodo. La existencia de múltiples modos de operación, las transiciones entre estos y el ruido presente en las mediciones de las variables complejiza la tarea de detectar este tipo de fallos lo cual se debe al reto que representa identificarlos datos que corresponden a cada régimen de funcionamiento estable.  En este trabajo se propone un nuevo método para la identificación de modos de operación estables. Este se basa en una modificación del algoritmo de agrupamiento de las k-medianas que se ha denominadok-medianas incremental. Sus principales ventajas son la robustez ante la presencia de transiciones, datos fuera de rango (outliers) y ruido de tipo no gaussiano en los datos, no es necesario conocer la cantidad de modos de operación previamente para parametrizarlo y no requiere de múltiples corridas. A partir de los modos obtenidos se presenta el esquema de detección a utilizar. Para probar la efectividad de la estrategia propuesta se utilizó como proceso un tanque reactor-calentador continuamente agitado (CSTH por sus siglas en inglés). Los resultados obtenidos a partir de simular un fallo con diferentes magnitudes en cada modo de operación demuestran la efectividad de la propuesta realizada.