Шрифт:

Информационно-измерительная система оперативного диагностирования судового роторного оборудования. Тезисы доклада

Грищенко Д.В.

Россия, Санкт-Петербург

Информационно – измерительные диагностические технологии и системы, широко используемые на многих производствах, находят все большее применение на судах, где используются, в первую очередь, для оптимизации оперативного управления оборудованием. В рассматриваемой системе диагностирования роторного оборудования по вибрации и току решены задачи необходимого для судовых условий увеличения скорости диагностирования, автономности ее работы и сбора информации для глубокой диагностики береговыми службами.

Бортовая система оперативного диагностирования выполняет следующие функции:

  • непрерывный контроль технического состояния оборудования в установившихся и переходных режимах работы с идентификацией изменений состояния вследствие ошибок управления,
  • оперативная диагностика при изменении состояния с идентификацией развитых дефектов, прогнозом остаточного ресурса и выдачей рекомендаций обслуживающему персоналу,
  • сбор данных для глубокой диагностики и планирования обслуживаний береговыми службами.

Система реализована в виде единой информационной сети (Ethernet), к которой подключена группа многоканальных измерителей (блоков анализа электрических сигналов БАЭС), выполняющих параллельный анализ всех контролируемых сигналов и передающих результаты анализа в измерительную сеть. К этой же сети подключен компьютер с программой мониторинга и оперативной диагностики.

В каждом виброизмерительном канале измеряются с интервалом обновления данных в 1,6 секунды: уровень виброскорости в полосе от 10 до 1000 Гц, третьоктавный спектр вибрации в диапазоне частот от 5 Гц до 10 кГц, узкополосный спектр до 10 кГц, СКЗ и пиковое значение высокочастотной (выше 8 кГц) импульсной вибрации. В каналах измерения тока измеряются узкополосные спектры тока до частоты 10 кГц. Используемые виды анализа вибрационных и токовых сигналов оптимизированы для решения задач оперативного обнаружения изменения состояния и идентификации развитых дефектов роторного оборудования с высокой достоверностью.

Для повышения достоверности обнаружения опасных изменений состояния оборудования используются автоматически адаптируемые пороги. Адаптация ведется с учетом трендов изменений контролируемых параметров. Тренды строятся на временных интервалах разной длительности с использованием скользящих накопителей, размер интервалов (накопителей) соответствует типовой длительности различных переходных режимов работы - пуска, выхода на режим, установления теплового равновесия. По результатам анализа трендов в конкретном накопителе определяется базовый уровень для адаптации порога в накопителе меньшей по времени длительности. Такой подход позволяет отстроиться от медленных изменений внешних условий и изменений режима работы оборудования, сохраняя высокую чувствительность обнаружения быстрых изменений состояния, в том числе из-за ошибок управления агрегатами. В свою очередь, монотонные измерения состояния агрегата в результате естественного старения уверенно обнаруживаются по анализу усредненных данных в последнем накопителе, в котором хранятся данные за все время работы системы.

Режим идентификации дефектов запускается периодически и по событию, при превышении одним из контролируемых параметров вибрации пороговых значений или появления скачка. Диагностика осуществляется по параметрам, превысившим один или несколько соответствующих пороговых значений и по трендам развития этих параметров (прогнозируемому времени достижения ближайшего порога). Задача сводится к определению наиболее вероятного состояния объекта в целом из множества возможных. Это множество возможных состояний предварительно составляется в закладывается в диагностический модуль, являющийся составной частью программы оперативной диагностики. В качестве вибродиагностических параметров используются как уровни суммарной вибрации в разных полосах частот (виброскорости в полосе частот 10-1000 Гц, виброускорения в третьоктавных полосах частот и в полосе 5-1000 Гц) так и параметры выделенных из вибрации периодических, случайных и импульсных компонент. Число контролируемых вибропараметров в каждой точке – более 100. В качестве диагностических параметров тока используются величины спектральных составляющих как собственно тока, так и модулирующей ток функции.

Периодически и при регистрации события для глубокой диагностики береговыми службами осуществляется запись сигналов вибрации и тока длительностью до 40 секунд, в том числе около 10 секунд – до регистрации события.

Используемые в системе алгоритмы диагностики отрабатывались на многих типах машин, как общего применения, в энергетике и на железнодорожном транспорте, так и судовых, в частности на газовых и паровых турбинах, планетарных редукторах, турбогенераторах, центробежных и осевых насосах, в том числе погружных.