ES2580304A2 - Sistema de inspección y diagnóstico de infraestructuras yprocedimiento asociado - Google Patents
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Abstract
Sistema de inspección y diagnóstico de infraestructuras y procedimiento asociado. La presente invención se refiere a un sistema de inspección y diagnóstico de infraestructuras y un procedimiento asociado que permite evaluar de manera automática las diferentes variables y dispositivos que intervienen en el funcionamiento y control de la infraestructura para conocer el estado de la infraestructura 24 horas al día, 7 días a la semana, estado que se puede conocer de manera remota y donde se recopilan una serie de datos derivados el funcionamiento y control para posteriormente ser evaluados por dicho sistema de inspección y diagnóstico.
Description
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SISTEMA DE INSPECCION Y DIAGNOSTICO DE INFRAESTRUCTURAS Y
PROCEDIMIENTO ASOCIADO
D E S C R I P C I O N
OBJETO DE LA INVENCION
La presente invention se refiere a un sistema de inspection y diagnostico de infraestructuras y un procedimiento asociado que permite evaluar de manera automatica las diferentes variables y dispositivos que intervienen en el funcionamiento y control de la infraestructura.
El objeto de la invencion es un sistema de inspeccion y diagnostico de infraestructura y un procedimiento asociado que permite conocer el estado de la infraestructura 24 horas al dla, 7 dlas a la semana, estado que se puede conocer de manera remota y donde se recopilan una serie de datos derivados el funcionamiento y control para posteriormente ser evaluados por dicho sistema de inspeccion y diagnostico.
ANTECEDENTES DE LA INVENCION
Se conocen en el estado de la tecnica los sistemas de control de infraestructuras, por ejemplo centrales electricas, donde la energla mecanica es convertida en energla electrica. Entre las anteriores, las principales fuentes de energla son el agua, el gas, el uranio, el viento y la energla solar. Estas fuentes de energla primaria permiten mover los alabes de una turbina, que a su vez esta conectada en un generador electrico.
Los sistemas de gestion y diagnostico de centrales electricas conocidos en el estado de la tecnica permiten llevar a cabo la gestion y diagnostico de la central electrica in situ, mediante una serie de sensores e indicadores de estado que reflejan el estado de los diferentes dispositivos y sistemas de la central electrica y permiten llevar a cabo un mantenimiento de la central electrica predictivo o correctivo.
Sin embargo, los sistemas de gestion y diagnostico anteriores requieren de la presencia de tecnicos y operarios en la propia central electrica que lleven a cabo dichas tareas de mantenimiento una vez que el sistema ha llevado a cabo la gestion y diagnostico.
Se conocen ademas los sistemas de gestion y diagnostico que no permiten llevar a cabo un diagnostico global de una central electrica, sino simplemente de cada uno de los subsistemas por separado.
5 A medida que aumenta la explotacion de energla o de trabajo de instalaciones de este tipo de infraestructuras, aumentan tambien los requerimientos de disponibilidad de las instalaciones, pretendiendo tiempos de inactividad especialmente cortos para medidas de mantenimiento y de conservation. La creciente complejidad de las instalaciones de control condicionada por ello conduce a dificultades crecientes en la manipulation por el personal 10 de servicio en un mantenimiento de control, y en concreto tanto con respecto a una vision de conjunto amplia sobre el estado actual de la instalacion como tambien con respecto a un reconocimiento precoz de fallos.
En efecto, a medida que aumenta el grado de automatization en un sistema de gula 15 constituido jerarquicamente, como se conoce a partir del documento EP0242609, se consigue una concentration de la information creciente en forma de piramide de los datos suministrados por la detection del valor de medicion; por otra parte, la evaluation de los datos de medicion se deja, sin embargo, a la voluntad del personal de servicio. Ademas, a medida que aumenta la complejidad del sistema de supervision, se incrementa su tendencia 20 a fallos.
Se conoce el documento EP0364151 que divulga un sistema de diagnostico con una estructura distribuida, en el que una evaluacion de los valores de medicion se deja tambien a la voluntad del personal de servicio.
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La presente invention propone un sistema de inspection y diagnostico de infraestructuras y un procedimiento asociado que solventan todos los inconvenientes anteriores.
DESCRIPCION DE LA INVENCION
La presente invencion se refiere a un sistema de inspeccion y diagnostico de infraestructuras que permite evaluar de manera automatica las diferentes variables y dispositivos que intervienen en el funcionamiento y control de la infraestructura.
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El sistema de inspection y diagnostico de infraestructuras permite posteriormente, a la vista de la evaluation de las variables y dispositivos que intervienen en el funcionamiento y control de la estructura decidir si es necesario llevar a cabo alguna actuation correctora o predictiva sobre la infraestructura.
El sistema de inspection y diagnostico de infraestructura, donde la infraestructura es preferiblemente una central electrica, comprende un servidor de control, un conmutador o switch de comunicaciones central y un conjunto de camaras que permiten llevar a cabo una inspection visual de todos los dispositivos de la infraestructura de manera remota. Opcionalmente, el sistema de inspection y diagnostico de infraestructura comprende un conjunto de sensores que permiten analizar diferentes variables de la infraestructura en tiempo real.
Las camaras permiten llevar a cabo la toma de imagenes para que el servidor de control determine la existencia o no de situaciones anomalas en funcion del valor de una analltica de control realizada en base a la imagen obtenida por las camaras, ademas de controlar el funcionamiento de las propias camaras y almacenar las imagenes recogidas por las mismas en la realization de las anallticas de control.
El servidor de control comprende ademas un modulo principal de control que permite llevar a cabo el control y gestion del sistema de inspection y diagnostico de la infraestructura y un modulo de control del conjunto de camaras que permite controlar el funcionamiento de dichas camaras. Opcionalmente las camaras pueden ser fijas, moviles o una combination de ambas.
El servidor de control envla un mensaje SMS cuando se produce una anomalla grave en la infraestructura, cuyo aviso es almacenado en una base de datos para la generation de informes asociados a las acciones correctivas llevadas a cabo por un tecnico.
El sistema de inspection y diagnostico de infraestructuras es modular ya que facilita la inclusion de modulos de control adicionales, sensores adicionales y es replicable en otra infraestructura sin necesidad de llevar a cabo grandes cambios en su configuration.
La invention se refiere tambien a un procedimiento de inspection y diagnostico de infraestructuras que comprende un conjunto de etapas que permiten evaluar de manera
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automatica las diferentes variables y dispositivos que intervienen en el funcionamiento y control de la infraestructura, para posteriormente decidir si es necesario llevar a cabo actuation alguna sobre la infraestructura.
El procedimiento de inspection y diagnostico de infraestructuras comprende:
• una primera etapa de generation de un primer modelo estructural en un primer instante de tiempo de la infraestructura a analizar realizado a demanda por un usuario;
• una segunda etapa de generacion de un segundo modelo estructural en un segundo instante de tiempo cuando se lleva a cabo el analisis de la infraestructura y que es posterior al primer instante de tiempo;
• una tercera etapa de comparacion del segundo modelo estructural con el primer modelo estructural dando como resultado un valor de una variacion acaecida en la infraestructura entre el primer instante de tiempo y el segundo instante de tiempo;
donde la segunda etapa de generacion y la tercera etapa de comparacion se pueden repetir un numero de veces n para la generacion y comparacion de modelos estructurales de la infraestructura a analizar a lo largo del tiempo, donde
• la primera y la segunda etapa de generacion comprenden ademas la siguiente subetapa:
• una subetapa de recogida de al menos una imagen por parte de al menos una camara (3), donde
• la tercera etapa de comparacion comprende la siguiente subetapa:
• una subetapa de generacion de una imagen de diferencias entre el primer modelo estructural y el segundo modelo estructural; y
• donde el procedimiento comprende ademas una etapa de decision de actuacion en funcion de un porcentaje total de cambio aparecido en la imagen de diferencias.
Opcionalmente, la tercera etapa de comparacion comprende ademas las siguientes subetapas:
• una subetapa de division de la imagen de diferencias en una cuadricula formada por un conjunto de celdas,
• una etapa de asignacion de un valor de cambio para cada una de las celdas que forman la cuadricula de la imagen de diferencias;
• una etapa de comparacion del valor de cambio de cada una de las celdas que forman la cuadricula de la imagen de diferencias con el
valor de cambio de al menos una celda adyacente para la generation de un valor de activation;
• una etapa de activacion de una celda de la imagen de diferencias en caso de que el valor de activacion supere un determinado umbral;
5 • una etapa de determination del porcentaje total de cambio en la
imagen de diferencias en funcion del numero de celdas activadas en la etapa anterior.
BREVE DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS
10
La Figura 1 muestra una vista en esquema del sistema de inspection y diagnostico de infraestructuras de la presente invention.
La Figura 2 muestra una imagen obtenida en la primera y la segunda etapa de generacion 15 del procedimiento de inspeccion y diagnostico de infraestructuras de la presente invencion.
La Figura 3 muestra una imagen de diferencias obtenida en la tercera etapa de comparacion del procedimiento de inspeccion y diagnostico de infraestructuras de la presente invencion.
20 REALIZACION PREFERENTE DE LA INVENCION
A continuation se procedera a describir de manera detallada el sistema y procedimiento de inspeccion y diagnostico de infraestructuras de la presente invencion.
25 Se considera que la infraestructura es una central electrica, de la cual se evaluaran de manera automatica las diferentes variables y dispositivos que intervienen en el funcionamiento y control de la misma y posteriormente, si es necesario se llevara a cabo alguna actuation correctora o predictiva sobre la misma, a distancia o de forma presencial por parte de un operario.
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El sistema de inspeccion y diagnostico de infraestructura comprende un servidor de control (1), un conmutador o switch de comunicaciones central (2) y un conjunto de camaras (3) que permiten llevar a cabo una inspeccion visual de todos los dispositivos de la central electrica (4) de manera remota. El sistema de inspeccion y diagnostico de infraestructura comprende
ademas un conjunto de sensores (5) que permiten analizar diferentes variables de la central electrica (4) en tiempo real.
Las camaras (3) permiten llevar a cabo la toma de imagenes para que el servidor de control 5 (1) determine la existencia o no de situaciones anomalas en funcion del valor de una
analltica de control realizada en base a la imagen obtenida por las camaras (3) respecto a una imagen de referencia, ademas de controlar el funcionamiento de las propias camaras (3) y almacenar las imagenes recogidas por las mismas (3) en la realization de las anallticas de control.
10
El servidor de control (1) comprende ademas un modulo principal de control (6) que permite llevar a cabo el control y gestion del sistema de inspection y diagnostico de la central electrica (4) y un modulo de control (7) del conjunto de camaras (3) que permite controlar el funcionamiento de dichas camaras (3).
15
El servidor de control (1) envla un mensaje SMS cuando se produce una anomalla grave en la central electrica (4), cuyo aviso es almacenado en una base de datos para la generation de informes asociados a las acciones correctivas llevadas a cabo por un tecnico, y a los resultados de las inspecciones llevadas a cabo por el tecnico.
20
El procedimiento de inspeccion y diagnostico de la central electrica (4) comprende:
• una primera etapa de generacion de un primer modelo estructural en un primer instante de tiempo de la central electrica (4) a analizar realizado a demanda por un usuario;
25 • una segunda etapa de generacion de un segundo modelo estructural en un segundo
instante de tiempo cuando se lleva a cabo el analisis de la central electrica (4) y que es posterior al primer instante de tiempo;
• una tercera etapa de comparacion del segundo modelo estructural con el primer modelo estructural dando como resultado un valor de una variacion acaecida en la
30 central electrica (4) entre el primer instante de tiempo y el segundo instante de
tiempo;
donde la segunda etapa de generacion y la tercera etapa de comparacion se pueden repetir un numero de veces n para la generacion y comparacion de modelos estructurales de la central electrica (4) a analizar a lo largo del tiempo, donde
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• la primera y la segunda etapa de generation comprenden ademas la siguiente subetapa:
• una subetapa de recogida de al menos una imagen por parte de al menos una camara (3), donde
• la tercera etapa de comparacion comprende la siguiente subetapa:
• una subetapa de generacion de una imagen de diferencias entre el primer modelo estructural y el segundo modelo estructural; y
• donde el procedimiento comprende ademas una etapa de decision de actuation en funcion de un porcentaje total de cambio aparecido en la imagen de diferencias.
En un primer ejemplo de realization preferente la tercera etapa de comparacion comprende ademas las siguientes subetapas:
• una subetapa de division de la imagen de diferencias en una cuadricula formada por un conjunto de celdas,
• una etapa de asignacion de un valor de cambio para cada una de las celdas que forman la cuadricula de la imagen de diferencias;
• una etapa de comparacion del valor de cambio de cada una de las celdas que forman la cuadricula de la imagen de diferencias con el valor de cambio de al menos una celda adyacente para la generacion de un valor de activacion;
• una etapa de activation de una celda de la imagen de diferencias en caso de que el valor de activacion supere un determinado umbral;
• una etapa de determination del porcentaje total de cambio en la imagen de diferencias en funcion del numero de celdas activadas en la etapa anterior.
Este primer ejemplo de realizacion preferente es aplicable a un primer modelo estructural y a un segundo modelo estructural que se corresponden con la central electrica en conjunto o bien con zonas de inspection especlfica dentro de la central electrica, como pueden ser las 30 escobillas del generador de la central, tanto en su desgaste como en la carbonilla que originan, fugas de agua o aceite, microventiladores, presencia de gruas o ganchos, presencia de focos encendidos, pudiendo los modelos estructurados ser almacenados o no en el servidor central los segundos modelos estructurales generados a lo largo del tiempo. En la Figura 2 se muestra la aplicacion del procedimiento a la central electrica en conjunto
mientras que en la Figura 3 se muestra la aplicacion del procedimiento a una zona de inspeccion especlfica de la central electrica.
En un segundo ejemplo de realizacion preferente, la tercera etapa de comparacion 5 comprende ademas las siguientes subetapas:
• una subetapa de generacion de al menos una llnea en la al menos una imagen recogida en la subetapa de recogida, despues de la subetapa de recogida de al menos una imagen por parte de al menos una camara (3), y
10 • una subetapa de determination del angulo existente entre la llnea
generada en las subetapas de generacion de al menos una llnea para la primera y segunda etapas de generacion,
despues de la etapa de generacion de una imagen de diferencias entre el primer modelo estructural y el segundo modelo estructural.
15
Este segundo ejemplo de realizacion preferente es aplicable a un primer modelo estructural y a un segundo modelo estructural que se corresponden con un termometro, un termostato o un nivel de la central electrica (4).
20
Claims (13)
- 5101520253035R E I V I N D I C A C I O N E S1. - Sistema de inspection y diagnostico de infraestructuras que comprende un servidor de control (1), un conmutador o switch de comunicaciones central (2) y un conjunto de camaras (3) que llevan a cabo la toma de imagenes caracterizado por que el servidor de control (1) determina la existencia o no de situaciones anomalas en funcion del valor de una analltica de control realizada en base a la imagen (4) obtenida por cada camara (3).
- 2. - Sistema de inspection y diagnostico de infraestructuras segun revindication 1 caracterizado por que el servidor de control (1) controla el funcionamiento de las camaras(3)
- 3. - Sistema de inspection y diagnostico de infraestructuras segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado por que el servidor de control (1) almacena las imagenes recogidas por las camaras (3) en la realization de las anallticas de control.
- 4. - Sistema de inspection y diagnostico de infraestructuras segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado por que el servidor de control (1) comprende ademas un modulo principal de control (6) para llevar a cabo el control y gestion del sistema de inspection y diagnostico de la infraestructura.
- 5. - Sistema de inspection y diagnostico de infraestructuras segun revindication 2 caracterizado por que el servidor de control (1) controla el funcionamiento de las camaras (3) mediante un modulo de control (7) del conjunto de camaras.
- 6. - Sistema de inspection y diagnostico de infraestructuras segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado por que las camaras (3) son fijas, moviles o una combinacion de ambas.
- 7. Sistema de inspection y diagnostico de infraestructuras segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado por que comprende un conjunto de sensores (5) que permiten analizar diferentes variables de la infraestructura en tiempo real.
- 8. Sistema de inspection y diagnostico de infraestructuras segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado por que la infraestructura es una central electrica51015202530
- 9. - Procedimiento de inspection y diagnostico de infraestructuras que comprende:• una primera etapa de generation de un primer modelo estructural en un primer instante de tiempo de la infraestructura a analizar realizado a demanda por un usuario;• una segunda etapa de generation de un segundo modelo estructural en un segundo instante de tiempo cuando se lleva a cabo el analisis de la infraestructura y que es posterior al primer instante de tiempo;• una tercera etapa de comparacion del segundo modelo estructural con el primer modelo estructural dando como resultado un valor de una variacion acaecida en la infraestructura entre el primer instante de tiempo y el segundo instante de tiempo;donde la segunda etapa de generation y la tercera etapa de comparacion se pueden repetir un numero de veces n para la generation y comparacion de modelos estructurales de la infraestructura a analizar a lo largo del tiempo, donde• la primera y la segunda etapa de generation comprenden ademas la siguiente subetapa:• una subetapa de recogida de al menos una imagen por parte de al menos una camara (3), donde• la tercera etapa de comparacion comprende la siguiente subetapa:• una subetapa de generation de una imagen de diferencias entre el primer modelo estructural y el segundo modelo estructural, y donde• el procedimiento comprende ademas una etapa de decision de actuation en funcion de un porcentaje total de cambio aparecido en la imagen de diferencias.
- 10. - Procedimiento de inspection y diagnostico de infraestructuras segun revindication 9 caracterizado por que la tercera etapa de comparacion comprende ademas las siguientes subetapas:• una subetapa de division de la imagen de diferencias en una cuadricula formada por un conjunto de celdas,• una etapa de asignacion de un valor de cambio para cada una de las celdas que forman la cuadricula de la imagen de diferencias;• una etapa de comparacion del valor de cambio de cada una de las celdas que forman la cuadricula de la imagen de diferencias con el510152025valor de cambio de al menos una celda adyacente para la generation de un valor de activation;• una etapa de activacion de una celda de la imagen de diferencias en caso de que el valor de activacion supere un determinado umbral;• una etapa de determination del porcentaje total de cambio en la imagen de diferencias en funcion del numero de celdas activadas en la etapa anterior.
- 11. - Procedimiento de inspection y diagnostico de infraestructuras segun reivindicacion 9 caracterizado por que el primer modelo estructural y el segundo modelo estructural que se corresponden con una central electrica en conjunto o bien con zonas de inspeccion especlfica dentro de la central electrica, como pueden ser las escobillas del generador de la central, tanto en su desgaste como en la carbonilla que originan, fugas de agua o aceite, microventiladores, presencia de gruas o ganchos, o presencia de focos encendidos.
- 12. - Procedimiento de inspeccion y diagnostico de infraestructuras segun reivindicacion 9 caracterizado por que la tercera etapa de comparacion comprende ademas las siguientes subetapas:• una subetapa de generacion de al menos una llnea en la al menos una imagen recogida en la subetapa de recogida, despues de la subetapa de recogida de al menos una imagen por parte de al menos una camara (3), y• una subetapa de determinacion del angulo existente entre la llnea generada en las subetapas de generacion de al menos una llnea para la primera y segunda etapas de generacion,despues de la etapa de generacion de una imagen de diferencias entre el primer modelo estructural y el segundo modelo estructural.
- 13. - Procedimiento de inspeccion y diagnostico de infraestructuras segun reivindicacion 12 caracterizado por que el primer modelo estructural y el segundo modelo estructural que se corresponden con un termometro, un termostato o un nivel de una central electrica (4).
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FG2A | Definitive protection |
Ref document number: 2580304 Country of ref document: ES Kind code of ref document: B1 Effective date: 20170712 |