Шрифт:

Многоканальные системы мониторинга состояния и онлайн диагностики серии СМД-4. ПРИЛОЖЕНИЕ В - Функционирование системы

Содержание

 

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

Измерения и анализ

При функционировании СМД-4 в полном составе по назначению система с помощью датчиков на входах каждого из блоков БИАС, начиная с момента ее включения проводит непрерывные измерения и анализ вибрации опор вращения каждого агрегата, тока каждого приводного электродвигателя, и, у многорежимных агрегатов, частоты вращения ротора (виды анализа описаны в приложении А). Результаты анализа передаются в «Сервер приложений», в котором происходит их параллельная обработка, выделяются диагностические параметры для определения текущего состояния (мониторинг состояния) и идентификации дефекта (диагностика). Результаты анализа периодически записываются в базу данных, текущие результаты находятся непосредственно в сервере и доступны пользователю посредствам внешних программ «АРМ Оператора» или «АРМ Диагноста» (представление данных описано в приложении 4). Диагностика с определением вида и места появления дефекта производится сразу после регистрации изменения состояния, а также периодически, через заранее определенные интервалы времени.

К системе СМД-4 могут подключаться различного рода исполнительные устройства, в частности реле аварийной сигнализации, устройства управления внешними устройствами с цифровым или аналоговым выходом, в том числе со сложной логикой. Их использование требует согласования с разработчиками системы, так как при их подключении система должна сохранять свойства информационной системы, не переходя в класс систем управления.

Мониторинг и диагностика

Результаты анализа измеряемых сигналов из блоков БИАС передаются в модуль мониторинга программы «Сервер приложений».

 Первая из задач, решаемых модулем мониторинга -  выделение диагностических параметров из спектров и спектров огибающей измеряемых сигналов (параметры гармонических рядов, уровни случайных составляющих). Другие диагностические параметры рассчитываются непосредственно в БИАС и используются в исходном виде, к таким параметрам относятся мгновенные значения уровней вибрации в стандартных полосах частот, СКЗ и пик на выходе двухоктавных фильтров, амплитуды и фазы, составляющих вибрации на гармониках частоты вращения, уровни всех составляющих третьоктавного спектра. Всего используемых системой диагностических параметров – более сотни в каждой точке контроля.

Вторая задача модуля мониторинга – сравнение каждого параметра со своими порогами, флаг превышения которых (номер зоны состояния) передается в специально выделенный модуль регистрации событий по совокупности зон состояний. Если событие отнесено к группе опасных, проводится внеочередная диагностика причины его появления, а ее результаты фиксируются в базе данных и на мониторе оператора.

Чтобы события не регистрировались слишком часто при естественных флуктуациях параметров, значения которых близки к пороговым, в алгоритм системы введена зона «гистерезиса» на каждый параметр, в котором разнонаправленная флуктуация его значения менее, чем на 10% (1дБ) с пересечением порога не меняет зону состояния.

Для внеочередной диагностики флаги превышений по всем параметрам передаются в модуль диагностики, где сравниваются с «матрицами» характерных превышений для каждого из типовых дефектов агрегата в каждой точке контроля этих параметров. По итогам  обработки результатов сравнения выделяется наиболее вероятный дефект и определяется его местонахождение. Степень опасности дефекта определяется по результатам мониторинга состояния с учетом обнаруженных трендов развития параметров, используемых для диагностики обнаруженного дефекта. Данные диагностики вместе с данными мониторинга передаются в базу данных и в ПО «АРМ оператора» и «АРМ диагноста».

Кроме внеочередной диагностики «по событию» система выполняет и периодическую диагностику по накапливаемым и статистически усредняемым параметрам за разные интервалы времени. Таких интервалов и, как следствие, накопителей значений параметров, в системе четыре и они, соответственно, близки к минуте, часу, суткам и месяцу. Независимая периодическая диагностика по таким интервалам позволяет с оптимальной эффективностью диагностировать дефекты, имеющие разную скорость развития и использовать для диагностики медленно развивающихся дефектов расширенную номенклатуру диагностических признаков.

Контроль состояния в разных режимах

Важной задачей, решаемой в процессе функционирования системы, является определение текущего режима работы контролируемого агрегата, так как мониторинг и диагностика на каждом из заранее определенных режимов проводится независимо. Все режимы делятся на две группы - установившиеся и неустановившиеся. В неустановившихся, как правило, контроль состояния и диагностика выполняется по широкополосным измерениям вибрации (как в простейшей системе) и тока, в установившихся – по полному набору измеряемых диагностических параметров. На всех режимах, не попавших в список заранее определенных для диагностики, мониторинг состояния проводится по тем же алгоритмам, что и для неустановившихся режимов.

Контроль режима работы агрегата система может осуществлять по вибрации, частоте вращения ротора и силовому току электродвигателя.

Контроль режима работы агрегатов с одной рабочей частотой вращения и постоянной нагрузкой обычно выполняется по вибрации. При остановленном агрегате вибрация его опор на средних и высоких частотах во много раз меньше, чем при его работе, что позволят регистрировать по ее величине момент пуска и останова, а также накапливать информацию о реальной наработке агрегата. Во время пуска и выбега агрегата вибрация изменяется достаточно быстро, что позволяет выделить переходные процессы по изменениям в широкополосном спектре вибрации, измеряемом системой 8 раз в секунду.

У многорежимных по частоте вращения агрегатов контроль режима осуществляется по датчику оборотов, а именно, по зависимости угла поворота ротора от времени 8 раз секунду определяется текущая частота вращения и скорость ее изменения. В электрической машине переменного тока, в том числе, регулируемой по частоте, вместо датчика частоты вращения предусмотрена возможность использования датчика тока в одной из фаз силовой обмотки.

У многорежимных по нагрузке агрегатов с постоянной частотой вращения режим работы может контролироваться по величине активного тока электрической машины, для чего в состав системы включаются датчик силового тока и датчик питающего напряжения.

Определение пороговых значений.

Для определения порогов состояния агрегата по каждому контролируемому параметру система определяет базовую величину этого параметра для того режима работы агрегата, в котором он на данный момент работает, по накопленным ранее данным. За базовую величину принимается среднестатистическое значение этого параметра за длительное время измерения на этом режиме работы агрегата при условии отсутствия дефектов в объекте контроля (характеризуется отсутствием трендов). Однако, как правило, эти условия при контроле вибрации реальных агрегатов полностью не выполняются, и их приходится корректировать. Реальным условием отсутствия развивающихся дефектов на этапе определения базовой линии является не только отсутствие трендов изменения параметров, но и разнонаправленность появляющихся трендов разных параметров, которые чаще всего связаны с особенностями функционирования объекта и изменениями внешних условий: перепадами нагрузки, изменениями температурного режима и др.

 Реальное время первичной оценки стабильности состояния на одном режиме – не менее суток (время заполнения данными третьего накопителя). После этого система может дать оценку базовых значений и автоматически установить первичные пороги на накопители данных с усреднением за интервал, близкий к часу. Второй этап оценки стабильности состояния агрегата – отсутствие большого количества параметров с однонаправленными трендами более, чем за месяц (время заполнения данными четвертого накопителя). После этого с участием представителя производителя СМД-4 можно принимать решение о подключении режима автоматической адаптации порогов. Рекомендуемыми начальными коэффициентами определения трех основных порогов относительно базовых значений каждого параметра можно считать, соответственно, коэффициенты 2, 4 и 8 (6дБ, 12дБ и 18дб соответственно), если на момент их установки отсутствует опыт использования этих систем на аналогичных агрегатах. Кроме этого, на пороги в разных накопителях рекомендуется вводить поправки с учетом времени усреднения данных в накопителе. Максимальная поправка в первом накопителе с минимальным временем усреднения. Пороги в нем рекомендуется увеличить на 2дБ (8, 14 и 20дБ соответственно). При наличии разнонаправленных трендов изменения параметров их базовые значения определяются с учетом обнаруженных трендов, т.е. не по статистическому среднему, а по минимальному значению тренда на момент установки пороговых значений.

По результатам периодической диагностики агрегата и при обнаружении дефектов с устойчивым ростом (значимых трендов роста их основных признаков) система дает прогноз развития дефектов на время до половины интервала с обнаруженным трендом. Если за это время дефект может достичь порога отказа, система дает оценку остаточного ресурса. Результаты оценки прогноза и остаточного ресурса имеют высокую достоверность, если дефект развивается естественным образом, т.е. тренд имеет длительную «историю». Для дефектов, возникших скачкообразно из-за ошибок обслуживания, ремонта или управления агрегатом, достоверность выдаваемого системой прогноза и оценки остаточного ресурса существенно снижается 

Содержание

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