ESTG - Mestrado em Engenharia Eletrotécnica - Energia e Automação
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- AGV para ambiente interiorPublication . Justino, Cristiano da Silva; Neves, Carlos Fernando Couceiro de Sousa; Castro, Hugo Filipe Costelha deO Nomad200 foi um dos robôs mais populares usados para a investigação em robótica móvel. Face à antiguidade destes robôs, a maioria da utilização dos mesmos hoje em dia implicou uma renovação do seu hardware. Este projeto de mestrado teve como motivação a reabilitação de um robô NOMAD200 obsoleto, tendo como objetivo a implementação de um robô capaz de navegar autonomamente em ambiente interior. Foram estudados todos os componentes do robô e reutilizou-se todo o hardware funcional do robô, nomeadamente sensores, atuadores e estrutura mecânica. Foi desenvolvido software de baixo nível para controlar o hardware recuperado, bem como os novos componentes de hardware que foram integrados. A comunicação com o PC de alto nível é feito usando o protocolo rosserial. O sistema base de software de alto-nível do robô é o ROS, versão Indigo. O sistema desenvolvido foi testado e a versão atual do robô permite realizar navegação com a utilização de um laser e odometria.
- ANALYSIS OF AN RGBD CAMERA FOR MANHOLE INSPECTIONPublication . Jorge, Filipe Castanheira; Castro, Hugo Filipe Costelha de; Neves, Carlos Fernando Couceiro de SousaAs the service life of ducts and manholes reaches their end, there is a growing need to preserve the structures. In order to prevent casualties and service interruption, more frequent inspections are advised. To this day most of the inspections are still, manually made. These inspectors need to be highly qualified, and the inspections are done in an hazardous environment so, automating the inspection process would lead to a healthier workplace. Given the recent development in RGBD cameras, with smaller size factor, cost, and weight, this project aims to evaluate the application of one of the more recent models in a manhole inspection environment. Several analysis are done to assess the RGBD sensor performance for 3D model reconstruction, including the comparison with a ground-truth 3D model obtained using a laser point profile sensor with an industrial robot.
- Aplicações dos sistemas de pesagem na indústria das raçõesPublication . Ricardo, José Luís Anselmo; Marques, Pedro José FrancoPretende-se com este documento, realizado no âmbito de projeto de Mestrado em Engenharia Eletrotécnica da Escola Superior de Tecnologia e Gestão do Instituto Politécnico de Leiria, descrever o funcionamento geral de uma fábrica de rações e os vários setores onde se encontram os instrumentos de pesagem, apresentando-os e fazendo um enquadramento técnico e legal deste tipo de equipamentos. São enunciadas quais as normas, regulamentos e recomendações em vigor para este tipo de equipamentos (controlo metrológico). É abordado ainda os subequipamentos principais que constituem um instrumento de pesagem (módulo de pesagem e respetivo recetor de carga). A metodologia para resolver o problema deste projeto passa por abordar as doseadoras ponderais automáticas como fazendo parte de um processo de ensaque e quais as principais características dos instrumentos de pesagem que as constituem e como a escolha dos seus componentes são determinantes na garantia da exatidão das pesagens e do controlo metrológico. Por último e de acordo com a metodologia apresentada, será abordado no caso de estudo, o projeto de uma intervenção técnica desenvolvida na HRV Elétrica a cinco doseadoras ponderais automáticas existentes numa indústria de rações em Portugal. Essas doseadoras serão enquadradas no controlo metrológico de modo a assegurar a fiabilidade e confiança nas pesagens.
- Aprovechamiento de la energía eólica en ambientes urbanosPublication . Banegas, Diego Patricio Peña; Marques, Pedro José Franco; Quizhpi, Julio César LópezEsta tesis presenta la utilización de un modelo de programación no lineal entero mixto (PNLEM) a través de la metodología DistFlow para la operación óptima de la micro red con el fin de observar la contribución que tiene la integración del recurso del viento en los ambientes urbanos. Para ello, se realizó la parametrización de las variables de viento en condiciones atmosféricas y geográficas propias del sitio de estudio, utilizando la distribución de Weibull, ampliamente usada para la estimación del viento. Se exhibe dos casos de estudio reales de micro redes en la ciudad de Cuenca. El primer caso de estudio está conformado por cargas residenciales y comerciales de un edificio pequeño, el segundo caso presenta el análisis de una micro red que abastece energía eléctrica para una urbanización. Para los dos casos de estudio se plantea una función objetivo que minimiza los costos de energía de la red de distribución a través de diferentes escenarios; estos escenarios estudian el comportamiento del sistema cuando existe o no el recurso del viento y un sistema de almacenamiento (baterías). El uso de la energía eólica en la parte urbana de la ciudad abarca beneficios para mitigar problemas en la red de distribución como son las pérdidas de energía y la disminución del consumo energético externo de la red mediante el uso de funciones de optimización específicas.
- (AquaSoft 4.0) Administration Shell e Ligação à Cloud do AquaSoftPublication . Marques, Rodrigo Gomes; Ribeiro, Eliseu Manuel ArtilheiroA Indústria 4.0 apresenta conceitos cada vez mais populares e encontra-se cada vez mais presente no meio académico. Um desses conceitos é a interoperabilidade, que é possível graças a protocolos de comunicação como o OPC-UA que permite interligar sistemas de plataformas diferentes. Outra referência da Indústria 4.0 é a digitalização, que é possível graças aos componentes da Indústria 4.0, que são compostos por uma Asset Administration Shell que contém as características do componente. Neste projeto, desenvolveu-se uma Administration Shell para um kit existente na Siemens Automation Academy da ESTG que simula a distribuição de água para diferentes aldeias permitindo também estudar a viabilidade deste projeto para sistemas de maior escala. Além de desenvolver a Administration Shell, estabeleceu-se também a comunicação OPC-UA do Kit com o exterior e ligou-se ainda o Kit a uma cloud. O resultado deste projeto é a possibilidade de controlar e monitorizar um kit através de sistemas externos, existindo assim um controlador de alto nível que contém um servidor OPC-UA e autómatos externos com clientes OPC-UA. O trabalho desenvolvido permite a utilização destas funcionalidades por parte de outros estudantes através de simples adaptações e permite ainda fazer uma comparação entre esta aplicação e possíveis utilizações das mesmas tecnologias em meio industrial que podem beneficiar com a implementação destes conceitos.
- Aquisição de informação sensorial 3D para verificação de caixas de visitaPublication . Reis, João Miguel Lourenço; Castro, Hugo Filipe Costelha de; Neves, Carlos Fernando Couceiro de SousaEste projeto de mestrado teve como motivação o desenvolvimento de um sistema capaz de fazer a inspeção automática de uma caixa de visita, através do uso de uma câmara, para obter o modelo tridimensional no seu interior, para que deste modo pudessem ser detetadas falhas ou defeitos existentes no interior da caixa de visita. Tendo em consideração diversas câmaras de aquisição sensorial 3D existentes no mercado, foi realizado o estudo de qual dos modelos era mais adequado para a realização deste trabalho. Para além das câmaras existentes, verificou-se quais os programas que permitiam a obtenção da informação proveniente das câmaras, assim como as funcionalidades extra que estes oferecem. Ao longo deste projeto foi feito o desenvolvimento de um robô, que fosse capaz de fazer a aquisição do modelo tridimensional da caixa de visita de forma automática. Foram projetadas e desenvolvidas soluções inerentes ao nível de hardware e software do sistema. É apresentado um algoritmo capaz de fazer a relocalização da posição do robô, tendo por base a posição de um padrão de xadrez sendo, deste modo, possível conhecer a localização de cada uma das juntas do robô para um determinado movimento efetuado. Por fim foram realizados testes para verificar qual das câmaras existentes no laboratório de robótica da ESTG, apresentava um melhor desempenho para o modelo em questão. Foram feitos testes com a câmara escolhida de forma a verificar o seu comportamento em diversos tipos de ambientes e com a obtenção do modelo tridimensional.
- Automated fare collection systemsPublication . Lopes, Paulo Alexandre Bernardo; Marques, Pedro José Franco; Pereira, Pedro de Melo; Costa, João; Rebocho, JorgeEste relatório foi elaborado no âmbito do trabalho desenvolvido durante o período de estágio curricular do curso de mestrado em Engenharia Eletrotécnica, na empresa Siemens S.A, no departamento Mobility da Siemens Portugal, Mobility Management – Mass Transit – Center of Competences of Electronic Ticketing (MO MM MT COC – TKT). No presente trabalho pretende-se efetuar uma revisão do estado da arte relativamente aos sistemas de Automated Fare Collection (AFC), no sentido de tipificar diversas características associadas a estes sistemas, tais como os níveis de abstração nos quais estes se encontram geralmente organizados, as diferentes topologias passíveis de serem adotadas para a implementação de sistemas de AFC, bem como caracterizar as tecnologias e sistemas complementares que são geralmente utilizados em conjunto com os sistemas de AFC, de modo a aumentar a eficácia operacional dos mesmos. Um dos objetivos do presente trabalho consistiu também em encontrar uma solução destinada a estruturar e sistematizar a gestão da informação relativa às operações de manutenção realizadas e análise de fluxo de passageiros nas linhas ferroviárias suburbanas de um operador ferroviário cliente da Siemens S.A. No contexto de operações de manutenção a análise inteligente de dados operacionais pode ser crucial na medida em que permite identificar padrões e antever potenciais períodos de indisponibilidade. A minimização dos períodos de indisponibilidade favorece a fiabilidade graças às operações de manutenção otimizadas durante todo ciclo de vida dos equipamentos ou instalações. Neste trabalho é efetuada uma análise referente à importância do desenvolvimento de ferramentas de gestão e análise de dados personalizadas e adaptadas às necessidades dos operadores de transportes. Neste sentido são apresentadas duas soluções de gestão e análise dados desenvolvidas em duas plataformas diferentes, com base em indicadores de manutenção e dados de fluxos de passageiros verificados em 21 estações onde se encontram implementados sistemas de controlo de acessos, das duas linhas ferroviárias suburbanas de Sintra e Cascais operadas CP - Comboios de Portugal, E.P.E, no sentido de perceber de que forma as ferramentas de análise e gestão de dados podem contribuir para a otimização da eficácia operacional nas linhas ferroviárias suburbanas da CP.
- Automatização de uma Máquina para a Indústria VidreiraPublication . Lopes, Gustavo Carreira Vidigueira; Coelho, Paulo Jorge Simões
- Bin Picking – Reposicionamento de peças usando um manipuladorPublication . Cruz, David Alexandre Areia; Castro, Hugo Filipe Costelha de; Neves, Carlos Fernando Couceiro de SousaA necessidade de introduzir matéria-prima num sistema produtivo é transversal à indústria. No caso em que os objetos chegam de modo desorganizado, dentro de um recipiente estamos perante o problema "bin-picking". Neste contexto, a introdução manual de objetos encontra-se associada à execução do mesmo tipo de movimentos, de um modo repetitivo, durante um elevado número de horas. Como consequência surgem doenças de trabalho, destacando-se as tendinites. Surge, desta forma, a necessidade de uma aplicação de bin-picking. Este tipo de aplicações apresenta potencial, dependendo do hardware e controlo implementado, para aumentar a produtividade, assim como possibilitar a inspeção da totalidade do material inserido no sistema produtivo. A presente dissertação comporta o desenvolvimento e implementação de um sistema automático de reposicionamento de peças, utilizando hardware sensorial de baixo custo e partindo de um caso de estudo associado a uma empresa metalúrgica da região de Leiria. Os objetos a reposicionar, possuem aspeto metálico e são aproximadamente planos. Aos desafios inerentes ao brilho exibido pelas peças acresce a sobreposição entre as mesmas e o erro associado ao sensor de baixo custo e à espessura das peças ser da ordem de grandeza da capacidade de medição de profundidade. Para a resolução deste problema foi utilizado um método com uma etapa de deteção com vista a captura e uma etapa de determinação de pose das peças. Para a etapa de captura foi desenvolvido um método de deteção que utiliza o conceito de procura de uma sub-região. Para a etapa de determinação de pose foi utilizado o algoritmo Iterative Closest Point. O algoritmo, aplicável em tempo real, foi testado com sucesso numa vasta gama de condições de iluminação não controlada (utilizando iluminação normal de uma sala sem qualquer alteração), com a ausência e a presença de sobreposição.
- Caracterização do esforço de racionalização de consumo de energia numa empresa cimenteiraPublication . Gonçalves, Eduardo José da Silva; Neves, Luís Miguel PiresO setor cimenteiro é associado a importantes impactes ambientais, sendo grande consumidor de matérias-primas e energia. Numa fase de verdadeira competividade pelos mercados internos e externos, a exigência das empresas em serem energéticamente eficientes é cada vez maior. No presente documento procura-se caracterizar as medidas de racionalização de energia promovidas numa fábrica de cimento em particular, e avaliar os seus resultados. Com esse objetivo, foi dada especial atenção ao Plano de Racionalização de Consumos Energéticos (PRCE) elaborado no ano de 2006 após uma auditoria, e que foi implementado de 2006 a 2010, na fábrica de cimento de Maceira-Liz. Foi efetuada uma análise à evolução dos consumos energéticos térmicos e elétricos, mas também às medidas que levaram a empresa a aumentar as suas performances de eficiência energética, respeitando as cada vez mais rigorosas limitações em termos de emissões de dióxido de carbono para a atmosfera. É neste âmbito que o aumento do consumo de combustíveis alternativos tem cada vez maior evidência, em deterimento dos combustíveis de origem fóssil. Elaborado o estudo da evolução energética da empresa e das medidas implementadas foi efetuada a análise comparativa com os principais produtores mundiais, e apresentadas as oportunidades de melhoria e racionalização de energia a implementar futuramente. Concluiu-se que a empresa estando no bom caminho, ainda tem muita margem de evolução, podendo melhorar significativamente os seus índices energéticos.