FAKULTI KEJURUTERAAN DAN ALAM BINAJABATAN KEJURUTERAAN MEKANIK DAN BAHAN

KKKP4025 PROJEK ILMIAH II SESI 2013/2014

1

 PEMBANGUNAN ROBOT MUDAH ALIH BAGI PEMERIKSAAN LANTAI TANGKI

PENYIMPANAN DI DALAM INDUSTRI MINYAK DAN GAS

Penyelia : Dr. Rizauddin bin RamliNama : Amir Asyraf bin Mohammad RedzuanNo. Matriks : A131118Jabatan : JKMB

ISI KANDUNGAN

Pengenalan

Penyataan Masalah

Objektif Kajian

Metodologi

Keputusan Kajian

Kesimpulan

2

PENGENALAN 3

• Kaedah ujian sesuatu bahan yang digunakan untuk memeriksa bahan atau sistem tanpa merosakkan kegunaan bahan atau komponen atau sistem tersebut

• Kaedah ini diperlukan kerana• Untuk memastikan bahan diperiksa

mempunya integriti atau kebolehharapan yang tinggi

• Untuk mengelakkan kegagalan sesuatu produk/sistem berfungsi, menghalang kemalangan daripada berlaku

• Untuk mengurangkan kos pembuatan• Untuk memastikan kesediaan operasi

Kaedah Pengujian Tanpa Musnah (NDT)

Aplikasi NDT: Kaedah Penderia Ingatan Logam Magnetik

• Prinsip asas bagi kaedah ini ialah mengesan medan bocor magnet dimana ia terjadi hasil peluncuran zon kehelan yang mempunyai tumpuan tegasan dalam bahan feromagnetik.

PENGENALAN

Robot autonomi penuh: mampu menganggar keadaan sekeliling dalam bentuk data dan bertindak balas terhadapnya berdasarkan algoritma yang telah diberi.

Kaedah gerak alih dipakai dalam robot mudah alih: Kaedah Penempatan dan Pemetaan Serentak (SLAM). Ia bergantung kepada alat penderia yang dipasang pada robot.

Menyediakan petunjuk untuk jarak dilalui, halaju, orientasi dan koordinat semasa.

4

Pernyataan masalahPengendalian pemeriksaan lantai penyimpanan untuk memeriksa karat, lesu dan rayapan

Dalam industri minyak dan gas, pemeriksaan lantai tangki penyimpananan perlu dilakukan secara berkala untuk memastikan keselamatan berterusan dalam pengendalian. Kaedah yang biasa dilakukan ialah Ingatan Logam Magnetik (MMM).

Buat masa ini, ia perlu dilakukan secara manual dimana mereka perlu berada di dalam tangki untuk melaksanakan kaedah ini. Cara ini berisiko kerana tangki simpanan lama berkemungkinan mempunyai permukaan rapuh. Selain itu, pendedahan tanpa perlindungan kepada bahan kimia boleh menyebabkan penyakit. Ia juga memakan masa banyak kerana memerlukan pertimbangan sepenuh kepada pengendali. Sehubungan dengan itu, kos kseluruhan juga meningkat.

5

OBJEKTIF6

1. Membangunkan sistem robot mudah alih yang diletakkan bersama penderia

Ingatan Logam Magnetik (MMM) bagi menjana isyarat apabila mengesan

karat, lesu dan rayapan.

2. Mengenalpasti kebolehan gerak alih robot mudah alih untuk tujuan

pemeriksaan dalam persekitaran dalam tangki minyak simpanan yang

menggunakan kaedah Ujian Tanpa Musnah (NDT)

Metodologi

7

Metodologi 8

Penganalisaan robot dan penderia

Pembangunan peranti pemegang

ya

Ubah parameter

Mula

Ujian di lapangan/ Tangki simpanan minyak sebenar

Reka-bentuk sesuai

tidak

Pembangunan algoritma

Ujian penyelakuan pergerakan robot

Akhir

Ya/Boleh digunakan untuk aplikasi

persekitaran tangki minyak simpanan

Ujian pergerakan guna Turtlebot dalam

Persekitaran terkawal

tidak Ubah parameter

Fabrikasi

Perkakasan 9

1. Robot digunakan untuk tujuan pemasangan peranti

yang disambungkan kepada penderia MMM: Robot

Mudah Alih ARLO

• Buatan syarikat Parallax Inc.

• Dilengkapi roda bermotor di setiap sisi dan roda

Caster di bahagian depan dan belakang

• Tapak diperbuat daripada polietilena

berkepadatan tinggi (HDPE)

2. Robot digunakan untuk menjalankan ujikaji dalam

persekitaran terkawal: Robot Mudah Alih Turtlebot

• Buatan Willow Robotics Inc

• Dilengkapi Penderia Kinect dengan julat jarak

sensitivity antara 0.4 sehingga 4.0 m

• Menggunakan platform Yujin Kobuki

10Perkakasan

3. Penderia MMM

•Peranti pengimbas Type 1

•Dilengkapi dengan 4 roda dan empat transduser

fluks- dan alat pengiraan jarak (pengekod)

•Direka untuk pemeriksaan saluran paip, kapal

dan sendi yang dikimpal

4. Bahan untuk peranti pemegang

•Aluminium

•Didapati dari Kedai Aluminium Chung Sun di Jalan

Chan Sow Lin, Kuala Lumpur

Perisian Rekabentuk peranti

pemegang penderia MMM dan robot mudah alih: Autodesk Inventor

11

Perisian ROS sebagai antaramuka untuk Robot Mudah Alih Turltebot

Keputusan

12

Keputusan 13REKABENTUK PERANTI PEMEGANG

Komponen-komponen:1. Pemegang robot

142. Penyambung tengah 3. Rod

154. Pemegang Penderia MMM

16Pemasangan penuh peranti

17

Pemasangan penuh peranti

18UJIKAJI GERAK ALIH ROBOT

Titik mula/akhir

3 ujikaji dilakukan di foyer fakulti Kejuruteraan dan Alam Bina

19

Titik mula/akhir

Titik mula/akhir

Titik mula/akhir

1 2

3

Paparan diperoleh menggunakan perisian antaramuka ROS

201

2

3

Paparan kawasan yang dijana oleh penderia Kinect Turtlebot (warna putih)

211 2

3

Paparan kawasan titik akhir dijana penderia Kinect Turtlebot yang melencong dari nilai sebenar

Ujikaji 1 Ujikaji 2 Ujikaji 3 Purata

Peratusan kawasan dilitupi (%)

95.5 87.2 92.3 91.7

Peratus lencongan dalam paparan kepada nilai sebenar (°)

15.3 -12.5 -10.8 -3.7

22

Perbincangan

Ketidakjituan semasa memeta di kawasan sudut

23 Pelan foyer FKAB tidak berjaya dipetakan sepenuhnya dengan

nilai purata sekitar 91.7%.

Perbincangan 24

• Selain itu, lencongan pada titik akhir juga direkodkan dengan perbezaan nilai sudut sebanyak 15.3°, -12.5° dan 10.8°

• ralat diantara apa yang robot Turtlebot anggap sebagai kawasan yang telah dipetakan oleh pengekod pada penderia antara di dalam paparan dalam perisian dan juga di alam sebenar.

12 3

Perbincangan

• Faktor daya geseran antara permukaan roda robot Turtlebot dan lantai menyebabkan berlaku gelinciran yang tidak dikesan oleh penderia seterusnya menyebabkan kawasan yang dipetakan dan ditunjukkan pada paparan dalam perisian tidak sama dengan peta di alam sebenar. Kawasan yang dipilih, foyer Fakulti Kejuruteraan dan Alam Bina UKM mempunyai permukaan yang tidak 100% rata serta mempunyai jenis permukaan yang berbeza.

• Berlaku ralat semasa robot Turtlebot digerakkan. Ia digerakkan secara manual menggunakan pengawal jarak jauh. Disebabkan penggunaan perkakas ini memerlukan masa untuk dimahirkan, pada peringkat awal ujikaji, pergerakan robot Turtlebot adalah rawak dan tidak lurus. Faktor kesukaran mengawal robot Turtlebot juga menyebabkan pergerakannya menjadi tidak menentu. Disebabkan ini juga, pergerakan yang tidak terkawal ini mengakibatkan beberapa kawasan tidak diliputi secara tidak sengaja oleh penderia robot ini.

• Faktor gangguan luar, seperti halangan (kerusi,meja) serta orang yang melalui kawasan semasa ujikaji mempengaruhi keputusan akhir yang dipaparkan pada perisian. Penderia jarak mempunyai sensitiviti yang tinggi terhadap sekeliling. Jika semasa robot sedang bergerak dan seseorang sedang melalui di hadapan robot tersebut, maka akan berlaku ralat di mana penderia akan menganggap manusia merupakan halangan dan akan merekodkan data tersebut ke dalam perisian antaramuka.

25

Kesimpulan 26

Berdasarkan objektif kajian, peranti pemegang berjaya

dibangunkan melalui fabrikasi di bengkel. namun begitu, peranti

ini tidak dapat dicuba kerana robot mudah alih ARLO sedang

dibaiki.

Kebolehan gerak alih robot mudah alih dalam persekitaran

tertutup juga telah dijalankan. Hasil paparan perisian

antaramuka ROS menunjukkan Turtlebot tidak memetakan

kawasan yang perlu dilitupi sepenuhnya. Selain itu, hasil paparan

menunjukkan ralat dari kawasan pemetaan melalui

perbandingan antara titik mula dan titik akhir.

Cadangan

Kajian di kawasan persekitaran tertutup hendaklah dilakukan di kawasan yang mempunyai ciri dari segi permukaan, keluasan dan bentuk yang sama seperti di dalam tangki minyak yang sebenar.

Kajian terhadap kelakuan gerak alih robot boleh dipanjangkan dengan mengubah parameter seperti jenis tayar yang dipakai, berat robot serta robot yang sudah disambungkan dengan pemegang dan penderia MMM.

27

SEKIAN, TERIMA KASIH

28