Методология технической диагностики

⇐ ПредыдущаяСтр 4 из 21Следующая ⇒

Методология диагностики технических объектов включает в себя описание их бездефектных состояний и состояний с различными видами дефектов, выбор контролируемых параметров состояния и/или диагностических сигналов, оптимизацию диагностических параметров и средств их измерения и, наконец, составление алгоритмов постановки диагноза и прогноза. При составлении подобных алгоритмов необходимо классифицировать возможные состояния объектов. Чаще всего эти состояния разбиваются на два подмножества – работоспособные и неработоспособные. Для подмножества работоспособных состояний составляются алгоритмы определения и прогноза степени работоспособности объекта, поиска дефектов, а для подмножества неработоспособных состояний – только алгоритмы поиска неисправностей (дефектов). В таком случае процесс формирования технического диагноза может быть представлен в виде структурной схемы (рисунок 2.5) [16].

Рисунок 2.5 – Процесс формирования технического диагноза

Алгоритмы диагностики составляются при следующих допущениях [16].

Объект может находиться в конечном множестве состояний S, разделяемом на два подмножества S₁ (бездефектные состояния различающиеся, например, режимами работы объекта) и S₂ (состояния с различными видами дефектов, при которых объект остается работоспособным). Каждое состояние из подмножества S₂ отличается степенью, или запасом работоспособности.

Состояние объекта характеризуется совокупностью диагностических показателей d₁, d₂, …, d_k, которая представляет собой вектор состояния D:

D = (d₁, d₂, …, d_k).

Диагностические показатели могут представлять собой параметры или характеристики. В качестве параметров могут быть использованы, например, уровень вибрации или акустического шума, давление, сопротивление изоляции, температура и т.п. В качестве характеристик могут быть использованы показатели, характеризующие форму кривой, например огибающая спектра сигнала вибрации или шума («маска»), затухание, крутизна и т.п.

Условие работоспособности задают областью работоспособности исходя из следующих предположений:

• вектор состояний оборудования определен,

• существует номинальный вектор состояний,

• отклонения вектора состояний от номинального вектора допускаются только в определенных пределах,

• допустимые отклонения определяют область работоспособности.

Условия работоспособности задают по-разному для случаев использования в качестве диагностического показателя параметров или характеристик.

Если в качестве диагностического показателя используется один параметр, то условия работоспособности задаются неравенствами, ограничивающими его значение с одной или с двух сторон. Таким образом, объект работоспособен, если все неравенства выполняются:

d_i > d_i_н, d_i < d_i_в,

или (2.2)

d_i_н < d_i < d_i_в,

где d_i, d_i_н, и d_i_в соответственно, текущее, нижнее допустимое и верхнее допустимое значения диагностического параметра.

Для каждого диагностического параметра d_i, существует номинальное значение d₀_i, область допустимых отклонений и предельное отклонение (порог опасного изменения параметра) , при превышении которого объект считается неработоспособным и должен быть остановлен. Объект считается бездефектным, если для каждого параметра выполняется неравенство

где – порог допустимого отклонения.

Объект считается неработоспособным, если хотя бы для одного из параметров выполняется неравенство

где – порог опасного изменения параметра.

Во всех других случаях объект имеет ограниченную работоспособность.

В качестве диагностических показателей могут использоваться не только параметры, но и характеристики объекта где х и у –входная и выходная переменные соответственно. В последнем случае условие работоспособности объекта определяется степенью отклонения текущей характеристики объекта от номинальной характеристики [14]:

(2.3)

где р –фиксированный параметр, определяющий критерий принятия решения о степени отклонения текущей характеристики от номинальной.

При р = 1выражение (2.3) дает оценку среднего отклонения ( критерий среднего отклонения ):

При р = 2 получаем среднеквадратическое отклонение, т. е. большее отклонение будет иметь больший вес ( критерий среднеквадратического отклонения ):

При р = основной вклад в выражение (2.3) вносит только одно максимальное отклонение ( критерий равномерного приближения ):

В общем случае условие работоспособности представляется виде

где – допустимое отклонение.

Если характеристики оцениваются по точкам на ограниченном интервале значений входной переменной то условие работоспособности задают в виде неравенств для каждой точки:

Полагают, что объект работоспособен, если последние неравенства выполняются для всех без исключения точек, входящих и диапазон (а, b).

Сложные объекты в целом оцениваются как работоспособные при условии работоспособности каждого его узла или структурной единицы. В случаях ограниченной работоспособности контролируемого объекта при любой степени (запасе) его работоспособности задачами диагностики являются идентификация и прогноз развития имеющихся дефектов, определение интервала безаварийной работы или остаточного ресурса объекта.

Решение задач технической диагностики оборудования во многом определяется правильным выбором диагностического сигнала.

Техническое состояние машин и оборудования оценивают по величинам различных свойств составляющих их элементов. К механическим свойствам относятся перемещения, деформации, напряжения и износ деталей механизмов. К химическим свойствам – состав газов, рабочих жидкостей, смазочных материалов и т. п. Состояние оборудования можно также оценить по количеству излучаемой энергии, например, тепловой, акустической, электромагнитной и др.

В последующем процессе значения этих величин, преобразованных в электрические сигналы, обрабатывают специальные средства. Оператор, обслуживающий машину, принимает решение о режимах ее работы, о возможностях ее эксплуатации, о необходимости ремонтных работ. При автоматической системе диагностики оператор получает и выполняет рекомендации.

Для выбора диагностического сигнала при оценке технического состояния оборудования с определением места возникновения дефекта, идентификаций его вида и степени его развития, а также прогнозирование изменения состояния объекта, требуется большой объем диагностической информации.

Такие диагностические сигналы, как наличие металлических частиц в смазке, температура, давление и т. п., практически характеризуются только одним параметром – их величиной.

Диагностический сигнал в виде акустического шума и вибрации содержит значительно больший объем информации, а именно: общие уровни, уровни в полосах частот, амплитуды, частоты и начальные фазы составляющих, амплитудно – частотные характеристики и т.п. Вибрация и шум измеряются непосредственно на рабочем месте, без остановки и разборки машины. В этой связи можно считать, что сигналы вибрации и шума в наибольшей степени удовлетворяют требованиям, предъявляемым к диагностическим сигналам для решения задач глубокой диагностики прогноза технического состояния машин и оборудования.

⇐ Предыдущая 1 2 345 6 7 8 9 10 Следующая ⇒