Вирішувати питання оптимізації НПК необхідно з використанням сучасних систем технічної діагностики (СТД).[29]
4.6 Розробка системи технічного діагностування НПК
4.6.1 Завдання й функції СТД
Оперативна технічна діагностика встаткування є розвитком традиційного оперативного контролю й органічно входить до складу інформаційних функцій АСУ ТП. Рішення більшості завдань оперативної технічної діагностики здійснюється в темпі процесу. Таким чином, автоматизовані системи комплексної технічної діагностики (АСКТД) можуть розглядатися як підсистеми інформаційно-обчислювальних комплексів (ІОК) АСУ ТП. При цьому для рішення завдань технічної діагностики залежно від їхньої постановки, структури АСУ ТП і функціональних можливостей використовуваної обчислювальної техніки можуть знадобитися як додаткові засоби виміру, так і засобу перетворення інформації, аж до спеціалізованих обчислювальних пристроїв, автономних або інтегрувальних з ИВК.
Для діагностичних завдань, результати, рішення яких потрібні для пост оперативного аналізу умов експлуатації устаткування або для довгострокового планування експлуатаційного й ремонтного обслуговування, вимога одержання рішення в темпі процесу не пред'являється й діагностування може здійснюватися за даними оперативного контролю не оперативно при необхідності на зовнішній стосовно АСУ ТП обчислювальної техніки в АСУ ТЕС або енергооб'єднання. Це ставиться, наприклад, до завдань розрахунку вироблення ресурсу або прогнозування зміни економічності устаткування в процесі експлуатації.
Комплексний характер діагностичного контролю створює передумови для одержання інтегральних оцінок стану устаткування. Це повинне дати можливість використати діагностичну інформацію не тільки для оперативного керування устаткуванням і пост оперативного аналізу умов його роботи, але й для більше обґрунтованого планування ремонтного обслуговування з урахуванням поточного стану устаткування і його прогнозованих змін.
Разом з тим досвід розробки АСКТД і системний аналіз вимог до діагностичного забезпечення енергетичних об'єктів свідчать про те, що зі збільшенням об'єму, повноти й глибини діагностування труднощі реалізації, освоєння й підтримки в роботі АСКТД не збалансовано зростають. Це в першу чергу пов'язане з об'ємом і вимогами до якості вихідної (вимірюваної) інформації, необхідної для діагностування, із забезпеченням вірогідності й цінності одержуваної діагностичної інформації.
Основними завданнями АСТД залишаються: підвищення надійності встаткування шляхом підвищення якості його експлуатації завдяки розвитку й удосконалюванню діагностичного контролю; запобігання по можливості, розвитку аварійних ситуацій шляхом виявлення дефектів на ранніх стадіях їхнього розвитку й удосконалювання системи планово-попереджувальних ремонтів з урахуванням фактичного стану й умов експлуатації встаткування, даних про його пошкоджуваність.
На досягнення цих цілей повинне бути спрямоване рішення кожної із завдань технічної діагностики незалежно від того, здійснюється вона в складі функцій АСКТД, за допомогою локальної підсистеми автоматизованого діагностичного контролю або за допомогою автономного спеціалізованого пристрою.[32]
Виходячи з вище сказаного, можна сформулювати найбільш характерні завдання й функції СТД:
1. Попередження найбільш імовірних і характерних відмов (часткових або повних) в елементах підсистемах і системах ТЕС і АЕС.
Для цього необхідно:
1.1 На підставі досвіду експлуатації й статистичних даних, визначити найбільш характерні відмови для розглянутих об'єктів ТЕС і АЕС.
1.2 Мати або розробити характеристики цих відмов.
1.3 Мати або обчислити дані по збитках внаслідок даних відмов.
1.4 Мати або запропонувати системи попередження або попередження даного виду відмов.
1.5 Визначати витрати на СТД (попередження або попередження відмов).
1.5.1 Капітальні витрати СТД.
1.5.2 Витрати експлуатації СТД.
1.6 Розробити рекомендації з безвідмовних режимів експлуатації даного об'єкта, з обліком його фактичного стану.
4.6.2 Функціональні особливості СТД
Структура будь-якого СТД ТЕС або АЕС повинна бути реалізована на основі чотирьох основних етапів: моніторингу, експертної оцінки, висновку по відмові й видачі рекомендацій.
МОНІТОРИНГ - (перший етап).
Його завданням є:
- виявлення відхилення (відмови) параметрів від значень, передбачених енергетичними й міцностними характеристиками;
- вживання оперативних заходів по усуненню або попередженню відмови відповідно до типового експлуатаційними інструкціями;
- занесення відмови в банк статистичних даних;
- видача результатів моніторингу в експертну оцінку.
ЕКСПЕРТНА СИСТЕМА (другий етап).
Його завданням є:
- визначення місця й причини відмови;
- оцінка збитку в результаті відмови;
- видача рекомендацій з усунення й запобігання відмови;
- оцінка витрат на ліквідацію відмови.
Як методи і засоби експертної оцінки можуть бути використані: дані моніторингу по даній відмові; банк даних по відмовах; алгоритми програм по визначенню відмов; енергетичні характеристики устаткування.
ВИСНОВОК ПО ВІДМОВІ (третій етап).
Завданням даного етапу є видача рекомендацій з усунення відмови й недопущенню його в процесі подальшої експлуатації устаткування (при дотриманні правил експлуатації). Для реалізації завдань даного етапу:
- уточнюють причини відмови;
- видаються рекомендації з недопущення подібної відмови всьому оперативному й неоперативному персоналу станції.
РЕКОМЕНДАЦІЇ З ОПТИМАЛЬНОГО РЕЖИМУ ЕКСПЛУАТАЦІЇ уСТАТКУВАННЯ (четвертий етап).
Завданням даного етапу є вибір оптимальних режимів експлуатації устаткування по його фактичному стані з урахуванням надійності, економічності, безпеки, довговічності й інших факторів. Для реалізації завдань даного етапу звичайно використаються:
- занесення результатів у банк даних підсистеми СТД у складі АСУ ТП енергоблоку;
- Відомі методи оптимізації експлуатації енергоустаткування;
- Можливість алгоритмічного й програмного забезпечення АСУ ТП.
Вибір структури АСТД і функціональна сполука розв'язуваних завдань діагностування визначається особливостями діагностуємих об'єктів, можливостями інформаційного й технічного забезпечення, ступеня відповідальності цих об'єктів і інших факторів.
При оцінці ефективності роботи АСТД НПК можливі два підходи.
Перший - як критерій економічності розглядається енергетичний баланс [20]. Другий - як критерій розглядаються термо й гідродинамічні параметри роботи встаткування [25].
При дотриманні певного компромісу в питаннях взаємовиключення, що зустрічаються при рішенні економічних і технологічних завдань, можливе об'єднання цих підходів у двоєдині завдання.
Вирішальною умовою успішної реалізації завдань діагностування є ретельне пророблення системних питань створення АСКТД. До числа вимог, які, безумовно повинні бути пред'явлені до систем подібного роду ставляться[20]:
- забезпечення приживлюваності діагностичних завдань;
- забезпечення працездатності й надійності функціонування завдань, стійкості їх до впливу систематичних і випадкових помилок, а також відмов у каналах вимірів;
- можливість тиражування системи;
- комплексний характер рішення діагностичних завдань у їхньому взаємозв'язку, обумовленої єдністю технологічного процесу;
- максимальне використання потенційних можливостей ЕОМ у прийнятті діагностичних рішень;
- можливості кількісного аналізу якості й результатів роботи діагностичної системи.[32]
Досвід розробки, впровадження різноманітних завдань інформаційного забезпечення й керування АСУ ТП, накопичений в останні десятиліття. Показує, що лише невелика частина цих завдань успішно експлуатується надалі. Одна з основних причин такого положення - недостатня пропрацьованість комплексу різнохарактерних питань - науково-технічних, ергономічних, психологічну й інших, рішення яких і визначає успішну приживлюваність. Важливі критерії пропрацьованості завдань на стадії їх ухвали - корисність і не тривіальність.
Корисність того або іншого алгоритму відповідно до завдань АСКТД повинна бути, насамперед, зрозуміла й визнана експлуатаційним персоналом і керівництвом станції, де здійснюється впровадження.
Не тривіальність має на увазі чітке обґрунтування переваг використання алгоритму й застосування засобів обчислювальної техніки. Експлуатація автоматизованих систем трудомістка, вимагає додаткових зусиль по обслуговуванню технічних засобів, а також по освоєнню й використанню алгоритмів. У той же час на діючому устаткуванні емпірична діагностика ведеться й з позиції персоналу досить успішно. Тому для визнання того або іншого алгоритму необхідні дві умови - очевидна корисність, а також неможливість або складність його реалізації традиційними методами без використання автоматизованої системи.
Ознаками, що виправдують застосування автоматизованих систем є: якісна й кількісна новизна використовуваних для діагностування залежностей; складність математичних залежностей і логічних зв'язків, реалізованих алгоритмом; велика кількість параметрів, що визначають стан об'єкта й враховуються алгоритмом діагностування; великий об'єм пам'яті для довгострокового зберігання інформації, використовуваної в алгоритмах діагностування, необхідність швидкої її обробки; складність "немашинного" аналізу вірогідності інформації; необхідність прогнозування тенденції зміни в часі діагностичних показників з розрахунком імовірнісних характеристик прогнозу; необхідність виміру й обчислення параметрів недоступних експлуатаційному персоналу.
У структурному відношенні СД повинна містити в собі наступні підсистеми: