Top Banner
FAKULTI KEJURUTERAAN DAN ALAM BINA JABATAN 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 Ramli Nama : Amir Asyraf bin Mohammad Redzuan No. Matriks : A131118 Jabatan : JKMB
28

Final Year Project -

Aug 29, 2014

Download

Engineering

 
Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Page 1: Final Year Project -

FAKULTI KEJURUTERAAN DAN ALAM BINA

JABATAN 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 Ramli

Nama : Amir Asyraf bin Mohammad Redzuan

No. Matriks : A131118

Jabatan : JKMB

Page 2: Final Year Project -

ISI KANDUNGAN

Pengenalan

Penyataan Masalah

Objektif Kajian

Metodologi

Keputusan Kajian

Kesimpulan

2

Page 3: Final Year Project -

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.

Page 4: Final Year Project -

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

Page 5: Final Year Project -

Pernyataan masalah

Pengendalian 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

Page 6: Final Year Project -

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)

Page 7: Final Year Project -

Metodologi

7

Page 8: Final Year Project -

Metodologi 8C

a

r

t

a

a

l

i

r

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

Page 9: Final Year Project -

Perkakasan9

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

Page 10: Final Year Project -

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

Page 11: Final Year Project -

Perisian

Rekabentuk peranti

pemegang penderia MMM

dan robot mudah alih:

Autodesk Inventor

11

Perisian ROS sebagai

antaramuka untuk Robot

Mudah Alih Turltebot

Page 12: Final Year Project -

Keputusan

12

Page 13: Final Year Project -

Keputusan 13

REKABENTUK PERANTI

PEMEGANG

Komponen-komponen:1. Pemegang robot

Page 14: Final Year Project -

14

2. Penyambung tengah 3. Rod

Page 15: Final Year Project -

154. Pemegang Penderia MMM

Page 16: Final Year Project -

16Pemasangan penuh peranti

Page 17: Final Year Project -

17

Pemasangan penuh peranti

Page 18: Final Year Project -

18

UJIKAJI GERAK ALIH ROBOT

Titik

mula/akhir

3 ujikaji dilakukan di foyer fakulti

Kejuruteraan dan Alam Bina

Page 19: Final Year Project -

19

Titik

mula/akhirTitik

mula/akhir

Titik

mula/akhir

1 2

3

Paparan diperoleh

menggunakan perisian

antaramuka ROS

Page 20: Final Year Project -

20

12

3

Paparan kawasan yang

dijana oleh penderia Kinect

Turtlebot (warna putih)

Page 21: Final Year Project -

21

12

3

Paparan kawasan titik akhir

dijana penderia Kinect

Turtlebot yang melencong

dari nilai sebenar

Page 22: Final Year Project -

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

Page 23: Final Year Project -

Perbincangan

Ketidakjituan semasa memeta di kawasan sudut

23

Pelan foyer FKAB tidak berjaya dipetakan sepenuhnya dengan nilai

purata sekitar 91.7%.

Page 24: Final Year Project -

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.

1

2 3

Page 25: Final Year Project -

Perbincangan

• Faktor daya geseran antara permukaan roda robot Turtlebot dan lantai menyebabkan berlaku gelinciranyang 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

Page 26: Final Year Project -

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.

Page 27: Final Year Project -

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

Page 28: Final Year Project -

SEKIAN, TERIMA KASIH

28