18.1.Определение систем диагностики. Классификация систем диагностики. Их место среди информационных систем и технологий.

Системы диагностики (СД), которые относятся к классу измерительных систем (ИС), предназначены для контроля, диагностирования, сертификации, идентификации, распознавания и мониторинга состояния наблюдаемых объ­ектов.

Мир объектов диагностирования (объектов второй природы) весьма широк и включает в себя объекты, буквально, от предметов бытовой техники до аэрокосмических аппаратов.

Мир объектов первой природы, в последнее время, тоже стал предмет­ной областью информационного мониторинга их состояния. Сюда относят сейсмомониторинг, гидромониторинг, метеомониторинг, мониторинг объек­тов живой природы, включая мониторинг состояния здоровья человека.

В последнее десятилетие, осуществляя классификацию систем диагно­стики оборудования сложных технических объектов, выделяют следующие системы:

■      информационно-диагностические сети и системы;

■      автономные диагностические приборы и системы;

■      виртуальные диагностические приборы.

Для выполнения процедур диагностирования, сертификации, распозна­вания и мониторинга состояния объектов наблюдения применяются инфор­мационные технологии, которые относятся к одному из классов информаци­онных технологий, а именно, к информационным технологиям технической диагностики и мониторинга (TDM-технологии).

TDM-технологии, по определению, строятся на основе статических мо­делей системы и динамических или имитационных моделей процессов разви­тия, движения, деградации и гибели. Другими словами, для диагностирова­ния требуются диагностические статические модели, а для мониторинга -имитационные модели движения (тренда) состояния объекта наблюдения.

18.2. Отличительные особенности моделирования TDM-систем от систем автоматического управления (САУ).

Главной отличительной особенностью моделирования TDM-систем от САУ является то, что системы САУ, какими бы законами управления они не были бы наделены (программное управление, управление по возмущениям или управление с обратными связями) требуют разработки математической модели в виде единого уравнения, куда входят передаточные функции как объекта управления, так и собственно системы управления (рис.18.1).

Рис.18.1.  Структура САУ.

 На концептуальном уровне моделирования это утверждение выглядит так:

y(t)±d(t) = (Foy,Fcy)x(t),                                                               (18.1)

где y(t), d(t), x(t) - выходные и входные сигналы, Foy, Fсy - передаточные функции объекта и системы управления соответственно.

18.3. Статическая модель объекта наблюдения.

 Рассмотрим крупное электрооборудование котельного цеха крупной городской ТЭЦ. В его число, как правило, включают дымососы, дутьевые вентиляторы и дымососы рециркуляции газов.

На рис.18.2. приведены, выбранные нами для контроля, элементы конст­рукции, точки съёма (1,2,...) и направления съёма (А,R,Т) вибрационных па­раметров дымососа. На корпусе асинхронного двигателя находятся три точ­ки замера информации. Вызвано это тем, что приходится снимать информа­цию в различных диапазонах частот. Так для определения частоты скольже­ния необходим диапазон от 0,2 Гц до 40 Гц, для контроля общего состояния электромагнитной системы двигателя необходим диапазон от 5 Гц до 1000 Гц, а для контроля вентиляторов двигателя - диапазон от 10 Гц до 2000 Гц.

С учетом выбранных для контроля конструктивных элементов, точек и направлений замеров вибрации, а также технологических (Н_р) и температур­ных (Т_р) параметров, концептуальная статистическая модель технического состояния асинхронного двигателя дымососа запишется так:

     К₅тТз(Д) = {Н_р + Т_р + (5АRТ)д]                                                               (18.2)                                    

Концептуальные статистические модели состояния дутьевого вентиля­тора и дымососа рециркуляции газов будут аналогичны модели дымососа. Их отличие заключается только в числе точек съёма информации.

18.4. Статическая модель системы контроля, диагностики и мони­торинга технического состояния двигателя дымососа.

Рассмотрим концептуальную статическую модель системы контроля, диагностики и мониторинга (СКДМ) технического состояния асинхронных агрегатов, построенную с помощью теории шкал. После определения (выбо­ра) структуры функций СКДМ и, заменив их шкалами, (рис. 18.3.) получим:

На рис. 18.3. отображены: ШМК - шкала метрологического кодирования; ШЦИ - шкала цифровых измерений; ШБПФ - шкала быстрых преобразова­ний Фурье; ШДП - шкала дополнительных параметров; ШСХДр - шкала сбо­ра и хранения данных прибора и ШСХДк - шкала сбора и хранения данных компьютера, соединяемые через RS-232; ШРСС - шкала расчетов скорости скольжения ротора; ШДС - шкала диагностирования состояний; ШИН - шка­ла идентификации неисправностей; ШГП - шкала генезиса параметров; ШПП - шкала прогнозирования параметров; ШКП - шкала корреляции параметров; х(t) - входной сигнал вибрации в точке съема информации. Кроме того, Н_р, Т_р - дополнительные технологические и температурные параметры соответ­ственно; S(w), ДП(t) - выходные параметры коллектора/сборщика и одновре­менно входные параметры технологического компьютера. Выходными пара­метрами шкал, реализованных на технологическом компьютере, являются: Rрсc - результат расчета скорости скольжения ротора; Rдс - результат диаг­ностики состояния объекта; Rин - результат идентификации неисправностей; R.гп - результат генезиса параметров; Rпп - результат прогноза параметров; Rкп - результат корреляции параметров.

Следовательно, концептуальная дескриптивная статическая модель СКДМ является структурой ее функциональных модулей, представленных структурой шкал.

В дескриптивном виде концептуальная статическая модель СКДМ мо­жет быть представлена следующим выражением:

К_sm(СКДМ) =  {ШМК,  ШЦИ,  ШБПФ,  ШДП,  ШСХДр,  ШСХДк, ШРСС, ШДС, ШИН, ШГП, ШПП, ШКП}