Шрифт:

Многоканальные системы мониторинга состояния и онлайн диагностики серии СМД-4. Состав системы

 Содержание

alt   1  2  3   4   5   6   7   8   9   10  alt
 

Система серии СМД-4 имеет сетевую структуру (рис. 1). В ее состав входят:

  • измерительные преобразователи (датчики),
  • блоки измерения и анализа сигналов (БИАС), объединенные общей измерительной сетью Ethernet,
  • компьютер, подключаемый к измерительной и информационной сетям Ethernet с базой данных и программой «Сервер приложений», включающей модули связи, мониторинга, диагностики и систему управления базой данных (СУБД).
  • внешние программы «АРМ оператора» (для отображения результатов измерения), «АРМ Диагноста» (для подробного анализа и проведения дополнительных измерений) и «Конфигуратор» (для настройки системы). Внешние программы могут располагаться на компьютерах, подключенных к информационной сети или на главном компьютере системы СМД-4. 

 

Структура систем мониторинга состояния и оперативной диагностики СМД-4

 

Рис. 1 – Структура систем мониторинга состояния и оперативной диагностики СМД-4

Датчики вибрации, датчики тока (напряжения) и датчики оборотов являются основными измерительными преобразователями системы. Значения других контролируемых физических величин (температуры, мощности, давления и других) передаются в сервер по измерительной сети со штатно или дополнительно установленных на агрегате цифровых устройств их измерения.

БИАС является эффективным измерительно-вычислительным устройством, способным с заданной (от 0,125 сек.) периодичностью параллельно по всем каналам проводить широкий перечень измерений - уровней сигнала в стандартных полосах частот, широкополосных спектров, узкополосных спектров сигнала и его огибающей, пик-фактора и др., подробнее в приложении A. Общее количество измерительных каналов в блоке – до 20, из них до 16 – каналы измерения вибрации или тока, до 4 – каналы измерения угла поворота ротора (каналы синхронизации или измерения частоты вращения) в объекте контроля. Количество блоков БИАС определяется на этапе формирования технического задания на поставку системы.

Подробные технические характеристики измерительно-аппаратных элементов системы (датчики и БИАС) приведены в приложении Б.

ПО «Сервер приложений» - ключевая программа системы СМД-4, в которую входят модули различного назначения, является самостоятельной уникальной разработкой обладающей отказоустойчивой архитектурой и оптимизированной для параллельной обработки больших объемов данных с возможностью одновременной интерактивной работы с множеством пользователей с разных внешних устройств. «Сервер приложений» включает в себя ряд модулей по распределению, хранению и передаче данных, такие как Модуль связи и СУБД, а также следующие ключевые модули:

  • Модуль мониторинга - отвечает за оперативное обнаружение изменений состояния объекта контроля при минимальной вероятности пропуска предаварийной ситуации. Для этого модуль без задержки во времени обрабатывает принимаемые из каждого блока БИАС результаты измерений. Он формирует диагностические параметры (например, выделяет из спектров гармонические ряды и случайные составляющие), сравнивает их значения с порогами, определяет текущее состояние объекта контроля по параметрам, превысившим пороги. Еще одна функция - прогноз дальнейших изменений состояния по трендам этих параметров, Время, требуемое для обнаружения скачкообразного изменения состояния объекта, составляет доли секунды, но оно не может быть меньше интервала, соответствующего шести оборотов ротора. Состав модуля мониторинга определяется выбранными для оценки состояния видами анализа диагностических сигналов и количеством используемых диагностических параметров. В модуле мониторинга для каждого диагностического параметра анализируются данные за временные интервалы различной длительности с оптимальным для таких интервалов уровнем прореживания и сглаживания, что позволяет достоверно выявлять изменения состояния с различной скоростью деградации и минимизировать объем хранимой в базе данных информации. Каждому такому интервалу соответствует кольцевой буфер на заданное число значений параметра. Типовое количество интервалов – четыре, со скоростями изменения состояния около минуты, часа, суток и месяца. Далее все данные собираются в архиве, рассчитанном на время накопления более 10 лет. При обнаружении «событий» вся сопутствующая им информация сохраняется в отдельном архиве, что дает возможность оценивать характер локальных (неслаженных) значений за все время работы системы.
  • Модуль диагностики - отвечает за определение наиболее вероятной причины обнаруженного изменения состояния агрегата, т.е. вида и места возникновения дефекта, распознаваемого диагностическим модулем. Модули для разных уровней системы и разного количества точек контроля на агрегате могут осуществлять диагностику разной глубины. Все не включенные в группу опознаваемых конкретным диагностическим модулем дефекты или группы дефектов система относит к неопознанным изменениям состояния агрегата, а степень их опасности для продолжения эксплуатации определяется модулем мониторинга состояния. Модули диагностики составляются производителями СМД-4 для типовых (серийно выпускаемых) агрегатов по результатам виброобследования нескольких одинаковых объектов. Время, затрачиваемое на диагностику причины обнаруженного изменения состояния высокооборотного агрегата таким модулем, может быть и менее секунды, но для низкооборотных агрегатов это время ограничено интервалом, близким к 20 оборотам низкооборотного вала. Эффективность диагностического модуля максимальна при типовой расстановке датчиков вибрации на объекте, т.е. при установке датчиков на все опоры вращения агрегата. При нетиповой расстановке датчиков, например, невозможности установить их на часть опор вращения агрегата, необходимо корректировать модуль под конкретную расстановку датчиков, а затем адаптировать его во время опытной эксплуатации системы.
  • База данных СМД-4 сохраняет данные по настройке системы, результаты измерений и другие вспомогательные данные, она оптимизирована для параллельной работы с большими объемами информации. База обладает такими свойствами как транзакционность, отказоустойчивость, безопасность и надежность хранения данных, при работе автоматически создается ряд резервных копий для возможности восстановления базы при возникновении сбоев.

ПО «АРМ оператора» рассчитано на отображение основных результатов без вмешательства в работу системы и в виде, доступном пользователю без специальной подготовки. Программа отображает мнемосхему всех агрегатов со «светофорами» состояния и возможностью перехода на конкретный агрегат, на конкретную точку измерения, в которой оператор может сравнивать любой из параметров с порогами и наблюдать за его развитием во времени. Состояние агрегата и собственно СМД-4, а также происходящие события выводятся на экран оператора также и в текстовом виде, дополняясь рекомендациями обслуживающему агрегат персоналу. Подробное описание интерфейса программы приведено в приложении Г.

ПО «АРМ диагноста» рассчитано на подробный анализ как основных, так и промежуточных результатов работы системы, позволяя также проводить диагностику агрегата в ручном режиме с учетом имеющейся у диагноста дополнительной информации, в том числе с использованием результатов дополнительных измерений, доступных для проведения без нарушения работы системы. Такие возможности наиболее актуальны для работы с мобильной системой СМД-4 при ее использовании в задачах мониторинга уникальных агрегатов, т.е. при отсутствии адаптированного к каждому из них модуля автоматической диагностики.

ПО «Конфигуратор» необходимо для формирования дерева контролируемого оборудования, описания объектов контроля, установления связи выбранных точек контроля диагностических сигналов и измерительных каналов системы, выбора требуемых для контроля состояния и диагностики диагностических параметров, схемы их накопления и автоматического анализа, организации процесса проверки работоспособности системы. ПО «Конфигуратор» поставляется подготовленным пользователям чаще всего в составе систем, не привязанных к конкретному объекту контроля. При установке стационарных систем и их адаптации к объекту контроля все работы по конфигурированию и запуску системы в работу, как правило, выполняют представители производителя системы СМД-4, в таком случае программа «Конфигуратор» заказчику не поставляется. Описание интерфейса программы «Конфигуратор» приведено в приложении Д.

Подробное описание особенностей функционирования системы приведено в приложении В.

В состав СМД-4 могут включаться исполнительные устройства различного назначения, в том числе контроллеры аварийной сигнализации или управления агрегатами. Исполнительные устройства подключаются либо к информационной сети, либо для их подключения формируется дополнительная (управляющая) сеть. 

 Содержание

alt   1  2  3   4   5   6   7   8   9   10  alt