HIDRO
Objetivos
El presente proyecto en colaboración entre EDP y Alisys pretende desarrollar nuevo conocimiento y tecnología que permita realizar de forma autónoma diversas tareas en una central hidroeléctrica, como pueden ser las rondas de operación, tareas de vigilancia, etc. Ello posibilitará optimizar la eficiencia de la instalación, así como maximizar la disponibilidad y la producción de estas instalaciones de generación de energía eléctrica 100% renovable. Para ello, se plantea la utilización de una nueva clase de robots inspirados en la biomecánica de los animales cuadrúpedos, con capacidades mejoradas de movilidad y acceso al entorno. Se pretende, por tanto, evolucionar tareas de operación, mantenimiento, vigilancia, etc. hacia actividades de alto valor añadido aplicando Inteligencia Artificial.
Además, se investigarán las tecnologías existentes para diseñar un sistema de visión artificial con el que se pueda realizar la lectura de los diferentes equipos de medida existentes en la central. Se realizará un prototipo que se testará en una central hidráulica de EDP situada en Tanes con una potencia de 124,17 MW.
El robot cuadrúpedo seleccionado para este proyecto de investigación es el modelo SPOT en su versión ENTERPRISE del fabricante Boston Dynamics, del que ALISYS es partner oficial para España y Portugal.
Objetivos principales:
- Investigación sobre hardware e implementación de tecnología para la circulación autónoma de un robot en una central hidroeléctrica.
- Implementación de inteligencia y software de gestión para detectar problemas y comunicarse con el Despacho de forma autónoma.
- Dotar al robot de inteligencia para realizar actuaciones sencillas de manera semiautónoma o telesupervisada.
- Automatización de tareas de bajo valor añadido, permitiendo a los operarios centrarse en otras tareas de operación y mantenimiento.
- Optimización de la eficiencia y maximización de la disponibilidad y producción de las centrales hidráulicas.
Tareas realizadas
- T1 - Definición de requisitos y alcance del sistema:
- En esta tarea se realizó un análisis del estado de arte y la toma de requisitos técnicos y funcionales que definieron en detalle todas las características que se implementaron hasta alcanzar los objetivos de la solución.
- T2 - Investigación en sensórica y dispositivos de captura:
- En esta tarea se abordó la investigación en sistemas de control y automatización y en concreto en sistemas de alta frecuencia, incluyendo conversión de señales y captura y procesamiento de alta velocidad adecuados a los requisitos de operación robótica en entornos complejos y altamente dinámicos, la selección de elementos físicos a incluir, la realización de los diseños adecuados (hardware, firmware) e integración lógica de los periféricos. En particular, se incluye en este punto la investigación de elementos de comunicaciones, que proporcionen acceso a la infraestructura de red prevista en el proyecto, con capacidades de enrutamiento en malla en el entorno subterráneo. El análisis y diseño del sistema de conectividad y alimentación eléctrica, y el diseño y fabricación de soportes físicos y otros elementos de montaje necesarios, así como el calibrado y la configuración del conjunto.
- T3 - Investigación en algoritmos de automatización, control y comunicaciones:
- Esta tarea incluye la investigación en algoritmos que doten al sistema de las capacidades ejecutivas necesarias para la ejecución de misiones en un entorno complejo como el propuesto. Muchos de los algoritmos conocidos para el control de operaciones robóticas no pueden aplicarse de forma directa al caso de los robots altamente dinámicos, debido a lo imprevisible del entorno típico de operación y de la propia inestabilidad dinámica del dispositivo.
- T4 - Construcción del sistema prototipo:
- Se realizaron las integraciones pertinentes para que el desarrollo software y hardware funcionen de manera coordinada. La estrategia de integración fue progresiva, realizando una serie de iteraciones hasta llegar a la solución final. Cada integración fue evaluada a medida que fueron avanzando las distintas tareas técnicas.
- T5 - Validación y pruebas:
- Se tuvo una primera fase de validación en la que se testearon los resultados a nivel cercano al sistema completo en las instalaciones de Alisys, donde se recreó un escenario similar al que se encontraría en una central hidráulica. En una segunda fase, se realizaron dichas pruebas directamente en la central hidráulica para comprobar in situ posibles fallos que hubiese que resolver. Finalmente, se validaron las capacidades del sistema propuesto en el entorno real de la central hidráulica de Tanes.
Etapas del proyecto
El proyecto se ha dividido en 3 etapas:
- Definición: definición de requisitos técnicos y funcionales y funcionalidades esperadas.
- Investigación: implementación del hardware, software e integración de los desarrollos.
- Evaluación: validación de la solución propuesta.
Resultados obtenidos
Los resultados obtenidos según los casos de uso planteados se mencionan a continuación:
En primer lugar, el robot ha sido capaz de realizar rutas de forma autónoma por toda la central. Así mismo, ha sido capaz de realizar diversas misiones que conllevaban la realización de rutas autónomas con distintas actividades a desempeñar por el robot, de manera satisfactoria.
El robot ha sido capaz de realizar la identificación de los equipos de medida, tanto analógicos como digitales, en sus distintas variables y formas. Además, ha sido capaz de realizar la lectura de dichos equipos de medida, tanto analógicos como digitales en todas sus variedades.
En cuanto al caso de uso de identificación de derrames y vertidos, y al tratarse de una actividad de gran complejidad, se sigue trabajando en ella e investigando en futuros proyectos desarrollados por EDP y Alisys, lo que demuestra la posibilidad de continuación y evolución del proyecto en otras facetas y ámbitos.
