Алгоритмы проверки технического состояния

Алгоритм проверки технического состояния представляет собой преобразования и логические условия, действующие в определен­ном порядке, записанные на каком-либо формальном языке и позволяющие про­изводить проверку техниче­ского состояния.

Алгоритмы проверки технического состояния электрооборудования и электрических систем различаются принципами учитывающими особенности формирования диагностической модели и заключения о техническом состоянии.

Наиболее характерными яв­ляются параметрический, критериальный и характери­стический принципы пост­роения алгоритмов.

 

 

 

Рис. 4.9. Схема алгоритма контроля работоспособности по совокупности диагностических параметров (ДП).

 

Параметрический принцип. Основан на результатах контро­ля диагностических параметров, установленных на базе симптомной диагностической модели, т. е. с учетом структуры си­стемы в явном виде. Техническое состояние системы опреде­ляется сравнением измеренных значений контролируемых пара­метров с их допусками. При выходе за пределы допуска хотя бы одного из них система становится неработоспособной.

Структурная схема алгоритма диагностирования путем кон­троля диагностических параметров показана на рис. 4.9, а на рис. 4.10 приведена схема устройства, работающего по данно­му алгоритму и выполненного на базе унифицированных типо­вых элементов.

В устройстве оцениваемые диагностические параметры объ­екта N₁…N_k преобразуются первичными преобразователями ПП1,…ППk и нормализаторами Н₁,...,H_k к одному пределу изменения напряжения постоянного тока 1-10 В. Нормализо­ванные напряжения поступают в блок сравнения БС. При от­клонении какого-либо параметра за допустимые пределы блок сигнализации С подает соответствующий сигнал. Многошкаль­ный измерительный прибор позволяет выборочно измерять те­кущие значения любого из параметров.

Основные элементы устройств контроля работоспособности по совокупности диагностических параметров реализованы в судовых системах автоматического контроля (САК) парамет­ров главной энергетической установки, СЭЭС и общесудовых систем. В САК отклонение параметров за допустимые пределы устанавливается сравнением их измеренных значений с допус­ками. Результаты контроля высвечиваются на индикаторе и представляются оператору на специальных бланках.

Практически все суда постройки последних лет оснащены САК. По сравнению с неавтоматизированными средствами кон­троля они позволяют значительно увеличить объем анализируе­мой информации, повысить оперативность и достоверность кон­троля и уменьшить трудозатраты вахтенного персонала на про­ведение контроля.

 

Рис. 4.10. Структурная схема устройства работоспособности по совокупности параметров

Схема САК для контроля работы главных двигателей и СЭЭС, разработанная итальянской фирмой „Фиат", представ­ленная на рис.4.11, входит в состав судовой системы контроля и управления SEPA-6701.

 

 

Рис. 4.11. Структурная схема системы автоматизированного контроля фирмы «Фиат» (Италия)

В соответствии со схемой блок обегания БО коммутирует 360 первичных датчиков и нормализует их сигналы, поступаю­щие на вход аналого-цифрового преобразователя АЦП, с кото­рого измеренные в двоично-десятичном коде значения парамет­ров последовательно подаются в регистры цифрового индикато­ра ЦИ, блок сравнения БС с допуском и блок записи БЗ для подготовки к регистрации. Печатающее устройство ПУ, управ­ляемое БЗ, периодически или по сигналу оператора регистри­рует значения контролируемых параметров на бумажной ленте. В случае выхода какого-либо параметра за пределы допуска устройство запоминания и сигнализации УЗС неработоспособ­ных состояний включает аварийную звуковую и световую сигна­лизацию АС и аварийную регистрацию АР. Сигнализация пред­усмотрена в ЦПУ, четырех точках машинного отделения, в хо­довой рубке, кают-компании и каютах механиков. Частота и направление вращения гребного вала определяются электро­тахометром ЭТ, а устройство контроля и имитации УКН служит для проверки работы САК при остановленных дизелях. Управляющее устройство УУ в виде генератора сигналов времени согласует работу всех блоков САК.

Контролируемые параметры и признаки состояний главного двигателя и дизель-генераторов разделены на две группы: пер­вая-давление смазочного масла, образование взрывоопасной смеси в картере, температура некоторых подшипников; вто­рая-температура масла, охлаждающей воды или выхлопных газов, обратная мощность и др. При отклонениях параметров первой группы УЗС выдает сигнал в систему дистанционного автоматического управления ДАУ дизель-генератора на его не­медленное отключение и остановку. При отказах параметров второй группы к сети подключается резервный дизель-генера­тор, а затем отключается и останавливается отказавший.

Критериальный принцип. Техническое состояние системы оп­ределяется нахождением обобщенного показателя состояния в поле допуска. Показатель вычисляется с учетом измеренных значений контролируемых параметров системы. Диагностиче­ская модель представляется в виде аналитической модели без учета структуры системы.

На рис. 4.12 и 4.13 показаны соответственно схема алгорит­ма диагностирования и схема устройства контроля работоспо­собности по обобщенному параметру.

 

 

 

Рис. 4.12. Схема алгоритма контроля работоспособности по обобщенному показателю (ОП).

 

 

Рис 4.13. Структурная схема устройства контроля работоспособности по обобщенному показателю.

В устройстве значения контролируемых диагностических па­раметров Ni преобразуются датчиками Дi в значения напряже­ния постоянного тока и поступают на делители ДЛi„ где норма­лизуются, т. е. приводятся к одному пределу изменения напря­жения.

Нормированные величины ai поступают в блоки логарифми­рования BЛi, а затем в блоки умножения БУi,где величина ln ai- умножается на коэффициент веса . Величина = 0...1, поэтому блоки БУi представляют собой делители напряжения. Сигналы с выходов БУi поступают в сумматор СМ, откуда сум­марный сигнал подается в блок потенцирования БП. На выхо­де БП формируется величина Q:

которая представляет собой средневзвешенный показатель, ис­пользуемый в качестве обобщенного показателя работоспособ­ности объекта. С выхода БП величина Q поступает в блок БИ дающий световую индикацию обобщенного показателя работо­способности, и в блок сравнения БС, где величина Q сравнива­ется с установленными допусками. При отклонении показателя за допустимые пределы БС выдает соответствующий сигнал.

Подобные устройства являются универсальными и исполь­зуются для оценки работоспособности различных электронных приборов.

Характеристический принцип. Техническое состояние систе­мы оценивают по показателю рассогласования выходных диаг­ностических характеристик реальной системы и ее модели с уче­том структуры системы в неявном виде при заданных входных параметрах. Заключение о техническом состоянии составляется на основе сравнения показателя рассогласования (отклонения) реальной системы и ее модели(идеальной системы) с допусти­мым значением отклонения.

В качестве диагностических могут использоваться как ста­тические, так и динамические характеристики объектов. Рас­согласование характеристик реального и идеального объектов в зависимости от типа объекта может оцениваться в отдельных точках, или участках, или во всем диапазоне характеристик. Структурная схема алгоритма контроля работоспособности но рассогласованию диагностических характеристик и схема устройства, реализующего подобный алгоритм, показаны на рис. 4.14и 4.15 соответственно.

Устройство оценивает работоспособность объекта диагно­стирования ОД по динамическим характеристикам и построено по дискретному принципу обработки информации. Работоспо­собность ОД определяют по отклонениям выходных функций реального и идеального объектов в отдельных точ­ках в соответствующей зоне допустимых значений. Универсальность устройства повышается посредством нор­мирования выходных характеристик ОД нормализатором H, который приводит характеристики к одному пределу изменения, и шифровки характеристик двоичным кодом в преобразо­вателе напряжения (код ПНК).

 

Рис. 4.14. Схема алгоритма контроля работоспособности по рассогласованию диагностических характеристик (ДХ) идеального (ИО) и реального (РО) объектов.

 

Рис 4.15. Структурная схема устройства контроля работоспособности по рассогласованию характеристик

Количество точек от­дельной характеристики, в ко­торых осуществляется измере­ние, и интервал между ними задается программным блоком ПБ. Значения допусков и иде­альных характеристик ОД вырабатываются в формирователе эталонов ФЭ, представляющем комбинационную схему, построенную по заданной таблице.

Арифметическим блоком АБ вычисляют значения степени работоспособности где от­клонение выходных характеристик в момент времени t; верхний или нижний допуск в зависимости от знака

С АБ значение Ct(t) в последовательном коде поступает на классификатор К, состоящий из регистров сдвигов, для фор­мирования оценки „неработоспособен" по числу Z_max значений характеристик, выходящих за допустимые пределы, и дешифра­тора, распределяющего результаты по зонам в поле допуска. Результат оценки состояния поступает на регистратор Р и ин­дикатор И. Достоверность оценки состояния ОД повышается за счет блока самоконтроля СК, обеспечивающего проверку уст­ройства подачей таких и , при которых

Основной задачей при построении алгоритмов проверки яв­ляется получение заключения о техническом состоянии системы (объекта) с минимальной вероятностью ошибки. В одном слу­чае эта задача может решаться из условия минимума вероятности ошибочного решения о нахождении параметров в поле до­пуска, в другом- минимизацией условного риска (условных потерь при фиксированном входном и выходном сигналах си­стемы), в третьем- оценкой близости характеристик реальной системы и ее модели в заданном интервале по величине, на­пример, максимального, среднего или среднеквадратического отклонения.