Основные этапы монтажа аппаратуры автоматического регулирования и управления (стр. 7 из 10)

Диагностическое обеспечение должно закладываться на стадии проектирования, обеспечиваться на стадии производства и поддерживаться на стадии эксплуатации.

Определение технического состояния системы в ходе эксплуатации или после ремонта называют техническим диагностированием. С помощью технической диагностики предсказывают возможные отклонения в режимах работы и состояниях машин, аппаратов и устройств, а также разрабатывают методы и средства обнаружения и локализации неисправностей в системах. Различным нарушениям системы соответствуют определенные технические состояния. Техническим состоянием называют совокупность свойств системы, подверженных изменениям в процессе ее производства или эксплуатации. Эти свойства характеризуются признаками (требованиями, параметрами), устанавливаемыми нормативно-технической документацией на систему. Введение переменной состояния функционирования h позволяет каждому значению h ставить в соответствие определенное техническое состояние.

Совокупность средств, правил и алгоритмов диагностирования образует систему технического диагностирования (СТД).

Основные задачи диагностирования при проектировании - проверка соответствия разработанной системы исходному заданию на проектирование и обеспечение наилучшего режима и высокого качества диагностики системы на последующих этапах на предмет установления возможных отказов. Одновременно с проектированием системы создают СТД. Так как значительная доля аварий связана с ошибками при проектировании, а стоимость каждой пропущенной ошибки исключительно велика, то диагностированию необходимо уделять большое внимание.При изготовлении, монтаже и пуске систем техническое диагностирование - неотъемлемая часть выполняемых работ. Основная цель диагностирования на этих этапах - проверка работоспособности; возможны два технических состояния системы: работоспособное (hо) и неработоспособное. При ремонте с помощью диагностики можно выявить, содержит ли система дефектные элементы, действительно ли устранены все неисправности. Алгоритмы технического диагностирования должны обеспечивать требуемую достоверность результатов определения состояния системы.

При эксплуатации системы с помощью технического диагностирования определяют состояние функционирования (допустимое, предаварийное, аварийное), осуществляют поиск неисправности. Число состояний, различаемых в результате поиска неисправности, определяется глубиной поиска дефекта и требуемой достоверностью результатов диагностирования. Глубина поиска задается указанием элементов системы, с точностью, до которых определяют место неисправности. Достоверность результатов диагностирования - степень соответствия состояния, оцененного по этим результатам, истинному состоянию системы. Количественно достоверность характеризуется вероятностью совпадения оцененного и истинного состояний.

Результаты диагноза используют при прогнозе развития событий и поиске причин отказов, аварий и т.п. В первом случае предсказывают (прогнозируют) состояние системы, в котором она может оказаться в некоторый будущий момент времени. Например, реактор в настоящий момент находится в предаварийном состоянии; определяются его возможные переходы в другие состояния, и в первую очередь в аварийные. Во втором случае восстанавливают состояние, в котором система находилась в некоторый предшествующий момент времени. Это особенно важно при расследовании аварий, выявлении причин их возникновения. Определение состояний, предшествующих аварии, а следовательно, и первопричины ее возникновения, исключительно важно для недопущения подобных аварий в будущем и на аналогичных системах.

Роль технической диагностики возрастает с увеличением мощности и сложности систем, для которых интуитивные методы и ручные способы определения состояний непригодны. Задачи диагностики сложных систем решают с использованием ЭВМ в рамках АСУТП или автоматизированных систем диагностики (АСД).

Например, применительно к химико-технологическому комплексу АСД выполняет следующие функции:

- определение текущего состояния работоспособности, обнаружение предаварийных и аварийных состояний;

- локализация неисправностей до уровня отдельных аппаратов, элементов систем контроля, управления и защиты;

- регистрация моментов обнаружения неисправностей и их устранения;

- прогнозирование значений переменных химико-технологических процессов в различных состояниях работоспособности;

- прогнозирование предельного значения времени восстановления работоспособности системы;

- регистрация фактического времени восстановления работоспособного состояния;

- отображение оперативной информации о неисправностях на экране дисплея оператора;

- запись, накопление и хранение на магнитных дисках информации о неисправностях;

- выдача накопленной информации о неисправностях системы.

АСД, с помощью которой решают данные задачи, может быть реализована, например, на ЭВМ. На основе АСД строится автоматизированная система обеспечения безаварийности. Схема АСД приведена на рис. 3.1. Данная система осуществляет текущий контроль входных х, выходных у, переменных и параметров А объекта химической технологии.

После преобразования сигналов от датчиков в унифицированную форму (блок 2) значения x(t), y(t),A(t) сопоставляют с допустимыми для нормальной работы (блок 4), т.е. проверяют выполнение условий x(t) Хдоп, y(t) Yдоп, A(t) Адоп, где Хдоп, Yдоп, Адоп - области допустимых значений соответственно х, y, А. Если какое-либо условие не выполняется, то в блоке 5 принимается решение о выдаче сигнала тревоги S(х, у, А), а также выработке корректирующих воздействий управляющими устройствами (блок 11). В блоке 10 по данным о x(t), y(t), а иногда и отдельных значений h(t), оценивают вектор фазовых координат z(t) и переменную состояния функционирования h(t). Значения z(t) и h(t) сопоставляют с допустимыми (блок 9), т.е. проверяют условия z(t) Zдоп, h(t) Нд. В блоке 5 анализируется текущее состояние системы в случае опасности и выдается сигнал предупреждения Sп(z, h) или тревоги, S(z, h) блоком 3. Блоком 7 производится диагностика имеющихся нарушений, а блоком 6 - проверка работоспособности системы обеспечения безаварийности с помощью специальных тестов.

Важное место в автоматизированных системах диагностики (АСД) занимают приборы для контроля физико-химических параметров веществ, прежде всего газоанализаторы, ализаторы жидкостей и создаваемые на их основе сигнализаторы. Например, сигнализатор наличия горючих газов в воздухе калибруют на один из газов (метан, циклогексан, пропан, этиловый спирт, дивинил, метиловый спирт, бензол, этилацетат, пропилен, стирол и др.).

Рис. 3.1. Схема автоматизированной системы диагностики: 1 - объект; 2 - первичные преобразующие и обрабатывающие устройства; 3 - сигнал тревоги; 4 - сопоставление с интервалами, допустимыми для нормальной работы; 5 - анализ и принятие решения; 6 - проверка работоспособности системы; 7 - диагностика нарушения; 8 - сигнал о нарушении; 9 - сопоставление с интервалом Zдоп и подмножествами состояний Нд, Hпа, Ha; 10 - оценка переменных состояния z, h; 11 - коррекция управляющих воздействий

3.2.2Выбор способа диагностирования.

Классификация методов технического диагностирования при эксплуатации системы и в нерабочем состоянии показана на рис. 3.2

Рис. 3.2. Методы, технического диагностирования

При эксплуатации технических систем наиболее распространено функциональное и тестовое диагностирование (рис. 3.2).