Шрифт:

Направления развития информационно-измерительных технологий диагностики роторного оборудования. Тезисы доклада

Баркова Н.А., Грищенко Д.В.

Россия, Санкт-Петербург

Технологию диагностики машин и механизмов стали позиционировать как информационно-измерительную лишь в 90-е годы, когда для анализа диагностических сигналов и реализации алгоритмов диагностирования стали использовать компьютеры. До этого развитие диагностики оборудования шло традиционным путем - подготовка экспертов и совершенствование методов анализа процессов, протекающих в объектах диагностики, сначала с использованием органов зрения и слуха, а с 50-х годов – технических средств измерения и анализа сигналов. Основным видом диагностических сигналов многие годы являлась вибрация машин и механизмов и их температура.

Уже более 20 лет в диагностике машин и механизмов широко используются компьютерные технологии. Появились средства автоматической диагностики и измерительно-вычислительные комплексы, обеспечивающие достаточно высокую (около 90%) достоверность обнаружения развивающихся естественным образом дефектов. К глубокому анализу сигналов вибрации в установившихся режимах работы машин стал добавляться анализ спектрального состава тока электропривода. Во многих случаях не только для контроля, но и для диагностики стали использоваться результаты мониторинга параметров рабочих процессов. А в последние годы стали создаваться распределенные диагностические системы с широким использованием измерительных, информационных и управляющих сетей.

В настоящее время существенные изменения происходят не только в технологиях получения, обработки и передачи диагностической информации. Изменяются и технологии проектирования, изготовления и эксплуатации машин и механизмов. Соответственно, появляются новые задачи и новые направления в методологии их диагностирования. Эти задачи и особенности их решения можно рассматривать на примере вибрационной диагностики – базовой составляющей диагностики машин и механизмов. К основным из таких задач относятся:

  • своевременное обнаружение ошибок управления объектами диагностики и оценка влияния таких ошибок при появлении и после их устранения на состояние и ресурс объекта,
  • диагностика объектов в переменных режимах работы, прежде всего при пусках, на которые приходится большинство отказов машин и механизмов,
  • сокращение времени, затрачиваемого на диагностику, до значений, достаточных для использования результатов в системах аварийной защиты и оперативного управления объектами,
  • полная автоматизация технологий диагностики необслуживаемых агрегатов и производств.

Особенности развития неисправностей оборудования в результате ошибок управления и обслуживания, являющихся причиной двух третей отказов при последующей эксплуатации энергетического оборудования, связаны с неопределенностью скорости последующего развития дефектов и появлением периода «приработки» оборудования после устранения ошибки. В рамках решения этой проблемы развивается технология параллельного вибрационного мониторинга с поиском разнонаправленных тенденций на разных временных интервалах, которая начала использоваться в стационарных системах мониторинга состояния оборудования.

Для диагностики на пусках кратковременно работающих объектов используются многоканальные системы измерения и анализа сигналов, которые проводят диагностику в ждущем режиме в два этапа – простейшую онлайн диагностику для аварийной остановки во время пуска и последующую детальную офлайн диагностику по накопленным на пуске сигналам.

В средствах диагностики для «интеллектуальных» систем аварийной защиты и систем оперативного управления объектами необходимо не только сокращать время на диагностику, но и повышать достоверность обнаружения аварийно-опасных дефектов. Для этого развиваются методы ускоренного анализа нестационарных сигналов (вейвлет-анализ), расширяется количество признаков каждого дефекта, используются методы совпадения нескольких решений по разным признакам и по нескольким последовательным событиям. При этом важнейшей задачей разработки средств диагностики остается минимизация количества точек контроля диагностических параметров.

К методологическим вопросам полной автоматизации процессов вибрационного диагностирования машин и механизмов относится обеспечение оптимальной адаптации пороговых значений в выбранных диагностических моделях. Такая адаптации выполняется, прежде всего, как часть технологии параллельного мониторинга, учитывающего априорно неопределенную специфику развития дефектов «управления». Дополнительная особенность полной автоматизации диагностирования – обеспечение надежности собственно средств диагностики, которая достигается встроенными средствами периодического самотестирования.

В качестве примера современных систем вибрационной диагностики, построенных с учетом достижений в решении перечисленных задач, можно привести судовую бортовую стационарную систему диагностики, созданную с участием авторов и переданную для использования на кораблях с атомными энергетическими установками.