Manipulação de dados incorretos em modelos Atmos SIM Online
Muito do que fazemos no Atmos SIM, tanto no desenvolvimento de modelos quanto como usuários, é lidar com dados ruins em modelos on-line. Se o modelo seguir cegamente os medidores, geralmente produzirá resultados sem sentido, porque os medidores costumam falhar. Em qualquer pipeline real, há mais medidores do que o estritamente necessário para executar um modelo, de modo que o Atmos SIM geralmente pode sobreviver a uma ou até mesmo a algumas falhas de medidores sem muita degradação da precisão do modelo.
As falhas de medidores que causam os piores problemas são os medidores de pressão e fluxo e os sensores de posição da válvula. Se um cromatógrafo de gás em um gasoduto falhar, isso poderá criar uma lacuna no rastreamento confiável da composição, mas geralmente não causará muitos danos ao restante dos resultados do modelo, desde que seja feita alguma validação básica. Os medidores de temperatura são igualmente menos críticos, especialmente porque em uma tubulação normalmente enterrada a temperatura do fluido não muda muito na maior parte do sistema.
Quando um medidor falha, o sistema SCADA ou um operador o marca como de má qualidade para que o Atmos SIM perceba que ele é ruim, ou esse processo também falha, deixando o Atmos SIM com um valor errado marcado como de boa qualidade. Este blog não abordará os medidores que apresentam ruídos ou desvios, pois isso é tratado pelo ajuste automático do Atmos SIM, que é um tópico muito mais amplo.
Primeiro, discutirei o que o Atmos SIM faz inicialmente quando é informado de que o medidor falhou.
Se o Atmos SIM souber que um medidor acabou de falhar, você pode pensar que ele poderia simplesmente retirá-lo do modelo. Há dois possíveis problemas com isso: primeiro, se esse for o único medidor na extremidade de um duto, o modelo não será estável se não houver algum tipo de condição de limite físico, seja uma pressão conhecida ou um fluxo conhecido. Portanto, nesse caso, o Atmos SIM deve manter o último valor bom e esperar que o medidor volte. Se o medidor de vazão na extremidade da tubulação falhar, mas o medidor de pressão ainda parecer bom, o modelo poderá mudar para usar apenas o medidor de pressão, mas é comum que os medidores de pressão e de vazão em um local falhem simultaneamente, portanto, talvez seja necessário voltar ao último valor bom.
Se o Atmos SIM mudar do uso de um medidor de vazão para o uso de um medidor de pressão quando o medidor de vazão falhar, ou vice-versa, teremos o segundo problema: a mudança repentina para seguir uma leitura de pressão que o modelo não estava correspondendo exatamente antes pode causar um grande aumento de vazão. Esse aumento não é real e, portanto, gostaríamos de evitá-lo. O Atmos SIM faz isso aplicando uma compensação ao medidor que começou a usar recentemente para evitar o aumento e, em seguida, reduzindo gradualmente essa compensação a zero ao longo de uma hora.
E se o medidor com falha não for marcado como de má qualidade e o modelo ainda estiver sendo informado de que é válido? O Atmos SIM precisa detectar isso automaticamente de alguma forma. Tanto o gerenciador de dados quanto o Atmos SIM têm vários tipos de validação que podem ser feitos. Por exemplo, se um medidor ler repentinamente um valor inválido, ou saltar repentinamente em uma quantidade fisicamente irracional, ou não for atualizado por um longo período, o Atmos SIM poderá decidir que ele falhou. No entanto, é preciso ter cuidado, pois algo como um medidor de pressão caindo rapidamente pode indicar uma falha no medidor ou, mais frequentemente, que alguém está em campo provando o medidor. Isso pode estar correto, mas pode haver uma ruptura na tubulação. Uma forma de o usuário distinguir entre esses casos é observar o comportamento dos medidores próximos e verificar se eles são mais consistentes com uma ruptura ou com uma falha do medidor.
Essa abordagem nem sempre é algo que pode ser feito imediatamente, pois se o medidor mais próximo estiver a cinquenta quilômetros de distância, a ruptura levará algum tempo para aparecer lá. Além disso, vimos um medidor de pressão começar a cair rapidamente e, em seguida, o outro medidor de pressão na mesma estação de válvulas também caiu, embora ambos apresentassem boa qualidade. Parecia uma ruptura, mas, na realidade, o engenheiro que estava visitando a estação de válvulas tinha acabado de decidir testar os dois medidores de uma só vez e estava usando-os em toda a sua faixa. Essa notícia não chegou ao modelo.
Isso nos leva a uma ideia para algumas aplicações. Em uma tubulação propensa a esse tipo de problema, se um medidor de pressão de boa qualidade começar a cair rapidamente, poderíamos criar um segundo modelo on-line - o modelo principal presumindo que o medidor falhou e ignorando a queda e o novo modelo presumindo que o medidor é preciso e simulando a queda. Depois de algum tempo, um ou outro modelo começará a divergir dos outros medidores do sistema e, então, descartaremos o modelo impreciso e manteremos o preciso. Dessa forma, ainda podemos obter um sinal de vazamento e um local de vazamento, por exemplo, se houver uma ruptura.
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