Diseño e implementación de un sistema de adquisición y monitoreo de datos (shm) para un rectificador de protección catódica usado en ductos.

Diseño e implementación de un sistema de adquisición y monitoreo de datos (shm) para un rectificador de protección catódica usado en ductos.

Contenido principal del artículo

Daniel Alejandro Rodríguez-Caro
Enrique Vera-López
Helver Mauricio Muñoz-Barajas

Resumen


Antecedentes: La protección catódica por corriente impresa es uno de los métodos para prevenir la corrosión de tuberías o tanques, preservando el estado estructural y la integridad del material. Para que un sistema de protección catódica funcione correctamente debe existir un control sobre las variables eléctricas que intervienen en el proceso, es por ello que se hace necesario monitorear variables tales como (Voltaje, Corriente y Potencial de protección). Objetivo: De esta manera se desarrolla un sistema de adquisición y monitoreo de datos en tiempo real, con el propósito de aumentar la accesibilidad a las variables eléctricas y de esta forma mejorar el funcionamiento del sistema de protección catódica. Métodos: El sistema de monitoreo y análisis de la información se basa en el concepto de SHM (Structural Health Monitoring), el cual consta de; un sistema electrónico de adquisición y envío remoto de señales (micro controlador y sistema GSM de comunicaciones) y un sistema de visualización y análisis de la información en un sistema móvil (celular), usando un servidor web para ello. Teniendo en cuenta que la condición de integridad estructural del ducto está determinada por el correcto funcionamiento del rectificador. Resultados: se logró implementar un sistema de monitoreo y visualización remota de las variables principales de un sistema de protección catódica. Se desarrolló un algoritmo basado en el concepto de SHM, el cual permite correlacionar, generar tendencia y establecer criterios de funcionamiento del sistema de protección catódica que permiten establecer si el sistema está asegurando la integridad estructural del ducto de transporte de crudo. Conclusión: lo novedoso del presente trabajo consiste en mostrar el comportamiento en tiempo real de las variables necesarias para analizar si el ducto está siendo correctamente protegido y generar las alarmas e informes sobre protección catódica, lo cual es la base del concepto de SHM (Structural Health Monitoring).

Palabras Clave: corriente, corrosión, Innovación, monitoreo, SHM (Structural Health Monitoring).

 

Abstract


Background: Cathodic protection by impressed current is one of the methods to prevent corrosion of pipes or tanks, preserving the structural state and integrity of the material. For a cathodic protection system to function properly there must to be a control over the electrical variables involved in the process, which is why it is necessary to monitor variables such as (voltage, current and potential protection). Objective: to develop a system of data acquisition and monitoring in real time, in order to increase accessibility to electrical variables and thus improve the operation of the cathodic protection system. Methods: The monitoring and information analysis system is based on the concept of SHM (Structural Health Monitoring), which consists of an electronic system for remote acquisition and sending of signals (micro controller and GSM communications system) and a system for visualization and analysis of information in a mobile system (cell) using a web server for it. Given that the condition of structural integrity of the pipeline is determined by the correct operation of the rectifier. Results: It was possible to implement a monitoring and remote viewing system of the main variables of a cathodic protection system. An algorithm based on the concept of SHM was developed, allowing to correlate, generate trend and establish performance criteria for the cathodic protection system which allows to establish whether the system is ensuring the structural integrity of the crude transportation pipeline. Conclusion: the novelty of this work is to show the realtime behavior of the variables needed to analyze whether the pipeline is being properly protected and generate alarms and reports regarding cathodic protection, which is based on the concept of SHM (Structural Health Monitoring).

Keywords: Current, Corrosion, Index Terms – Innovation, monitoring, SHM (Structural Health Monitoring).

 

Resumo

 

Antecedentes: A proteção catódica por corrente impressa é um dos métodos para prevenir a corrosão do transporte tubular ou condutas, preservando o estado estrutural e a integridade do material. Para que um sistema de proteção catódica funcione corretamente deve existir um controle sobre as variáveis eléctricas que estão envolvidas no processo, é por isso que é necessário monitorar variáveis tais como: voltagem, corrente e potencial de proteção. Objetivo: Desenvolver um sistema de aquisição e monitoramento de dados em tempo real, com o propósito de aumentar a acessibilidade às variáveis eléctricas e desta maneira melhorar o funcionamento do sistema de proteção catódica. Métodos: O sistema de monitoramento e análise da informação se baseia no concepto de SHM (Structural Health Monitoring), que compreende um sistema electrónico de aquisição e envio remoto de sinais (micro controlador e sistema GSM de comunicações) e um sistema de visualização e análise da informação num sistema móvel (celular), usando para isto um servidor web. Tendo em conta que a condição de integridade estrutural do transporte tubular está determinada pelo correto funcionamento do retificador. Resultados: Foi possível implementar um sistema de monitorização e visualização remota das variáveis principais de um sistema de proteção catódica. Foi desenvolvido um algoritmo baseado no conceito de SHM, que permite correlacionar, gerar tendência e estabelecer critérios de desempenho para o sistema de proteção catódica, permitindo estabelecer se o sistema garante a integridade estrutural da tubulação de transporte de bruto. Conclusão: A novidade deste trabalho é mostrar o comportamento em tempo real das variáveis necessárias para analisar se o transporte tubular está sendo corretamente protegido e gerar as alarmes e relatórios sobre a proteção catódica, que se baseia no conceito de SHM (Structural Health Monitoring).

Palavras-chave: corrente, corrosão, inovação, monitoramento, SHM (Structural Health Monitoring).

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Detalles del artículo

Biografía del autor/a (VER)

Daniel Alejandro Rodríguez-Caro, Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia, Tunja.

Ingeniero Electrónico.

Enrique Vera-López, Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia, Tunja.

Ph.D Materiales.

Helver Mauricio Muñoz-Barajas, Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia, Tunja.

Ingeniero Mecánico.

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