CC BY
16
РАЗДЕЛ I. ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ И ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ
УДК 629.5.06
ИНТЕГРИРОВАННЫЕ СИСТЕМЫ ТЕХНИЧЕСКОЙ ДИАГНОСТИКИ
ЭЛЕКТРОУСТАНОВОК
О.А. Белов
Камчатский государственный технический университет, Петропавловск-Камчатский, 683003
e-mail: [email protected]
Определен состав типовой интегрированной системы. Рассмотрены структурные схемы использования интегрированных систем диагностирования в различных режимах работы. Приведено описание взаимодействия элементов интегрированной системы при определении технического состояния судового электрооборудования.
Ключевые слова: интегрированная система, объект диагностирования, средство диагностирования, человек-оператор, структурная схема.
Integrated systems of electricity generating plant (electrical equipment) technical diagnostic.
O.A. Belov (Kamchatka State Technical University, Petropavlovsk-Kamchatsky, 683003)
The structure of a standard integrated system is determined. Structure charts of integrated diagnostic systems application in different modes are considered. Description of elements interaction within the integrated system during determination of technical state of ship electrical equipment is presented.
Key words: integrated system, diagnostic object, diagnostic device, human-operator (operator), structure chart.
Интегрированная система диагностирования состоит в общем случае из трех элементов:
- объекта диагностирования (ОД);
- технических средств диагностирования (ТСД);
- человека-оператора (ЧО).
Устойчивая упорядоченность в пространстве и во времени элементов и связей образует структуру интегрированной системы. В зависимости от назначения, специфики использования и расположения на судне объекта, структуры системы диагностирования бывают различными, однако все структуры можно свести к небольшому числу типовых [3].
На рис. 1 приведена одна из типовых структур. Диагностирование в этом случае осуществляют в период выполнения объектом его рабочих функций, то есть оно является функциональным. ТСД играют пассивную роль в процессе диагностирования. Они только воспринимают и перерабатывают информацию, характеризующую качество выполнения ОД рабочих функций. ЧО непосредственно не контактирует с объектом, только взаимодействует с ТСД, воспринимая информацию, управляя процессом диагностирования и принимая решения об использовании объекта.
Рис. 1. Структурная схема системы функционального диагностирования Такова структура системы диагностирования в тех случаях, когда по характеру использования прерывать функционирование объекта для диагностирования невозможно, объект расположен в труднодоступных местах или введение в объект стимулирующих воздействий в целях диагностирования недопустимо.
Судовое электрооборудование, используемое периодически, а также работающее в повторнократковременном или кратковременном режимах (электроприводы различного назначения и др.), диагностируют, как правило, в специальном режиме: обычно перед или после использования объекта по назначению. Кроме того, подобное диагностирование можно выполнять в отрезок времени между использованием объекта (рис. 2) В данном случае ТСД выполняют те же функции, что и ранее: принимают от объекта и перерабатывают информацию о его состоянии, ЧО имеет доступ к объекту для включения, выключения, а при необходимости для соответствующих переключений его в процессе диагностирования, что отличает эту структуру от предыдущей.
Рис. 2. Структурная схема системы диагностирования в специальном режиме
Как и в первом случае, ЧО воспринимает информацию и управляет процессом диагностирования. В отличие от предыдущей для подобной структуры системы диагностирования характерно, что в процессе диагностирования объект не работает.
Структура интегрированной системы диагностирования при тестовом диагностировании объекта существенно видоизменяется, так как ТСД разделяют на две характерные части: ТСД-1 -это активные средства, представляющие собой генераторы стимулирующих воздействий, которые по команде оператора или по заданной оператором программе вырабатывают специальные сигналы, поступающие в объект и вызывающие его реакцию. Стимулирующие воздействия могут копировать рабочие сигналы, обычно поступающие в объект при его функционировании, или быть специфическими, предназначенными только для диагностирования объекта. ТСД-2 - это пассивные средства, которые выполняют функции восприятия и переработки информации о состоянии объекта, заключенной в его реакции на стимулирующие воздействия (рис. 3)
Рис. 3. Структурная схема системы тестового диагностирования
Как видно из рис. 3, ТСД-1 и ТСД-2 связаны между собой для согласования режимов их работы. Согласованию могут подлежать времена включения и выключения, параметры стимулирующих сигналов, пороги срабатывания оценивающих элементов и т. п. В этом случае оператор не имеет контакта с объектом, он управляет активными ТСД-1 и принимает информацию о состоянии объекта с пассивных ТСД-2. Такая структура характерна для систем диагностирования объектов, расположенных в местах на судне, труднодоступных для оператора и допускающих перевод в специальный режим диагностирования.
На рис. 4 приведена разновидность структуры интегрированной системы при тестовом диагностировании судового оборудования. Оператор может непосредственно управлять объектом в процессе диагностирования. Возможность такого управления позволяет устранить непосредственную связь между ТСД-1 и ТСД-2. Естественно, подобную структуру системы диагностирования используют тогда, когда объект размещен на судне в доступном для свободного наблюдения месте.
Рис. 4. Структурная схема системы тестового диагностирования при наличии связи ОД-ЧО Рассмотренные структуры интегрированных систем диагностирования применяют практически во всех случаях, когда ОД рассматривают как единое целое. Однако иногда объект разделяют на части, которые диагностируют различными ТСД и в различное время. На рис. 5 приведена схема системы диагностирования объекта, состоящего из ОД1 и ОД2.
Рис. 5 Структурная схема системы тестового диагностирования объекта, состоящего из отдельных частей
ОД1 представляет собой часть, которую диагностируют тестовым способом достаточно часто с помощью ТСД-1 - активных технических средств, вырабатывающих стимулирующие тестовые последовательности, и ТСД-2 - средств обработки выходной последовательности. ОД2 обладает значительно большей безотказностью, поэтому его диагностируют значительно реже функциональным способом с помощью ТСД-3, которые обрабатывают информацию о состоянии ОД2 и выдают диагноз оператору. В частности, ОД1 может представлять собой вычислительное управляющее устройство, а ОД2 - радиолокационную станцию. Функции оператора в подобной системе достаточно сложны и разнообразны, и работает он с большой нагрузкой. Во-первых, управляет и наблюдает за функционированием ОД2, включает ТСД-3 и воспринимает информацию с этих технических средств о состоянии ОД2. Во-вторых, оператор выводит в специальный контрольный режим ОД1, управляет (включает и выключает) ТСД-1 и воспринимает информацию с ТСД-2 о состоянии ОД1. Если степень автоматизации повысить, то функции оператора изменятся и соответственно изменится структура системы диагностирования.
Элементы интегрированной системы диагностирования взаимодействуют в процессе оценки состояния технических объектов, обеспечивая требуемую достоверность диагноза. Для того чтобы можно было сравнивать различные системы диагностирования между собой и оценивать эффект, ими достигаемый, используют различные показатели, основные из которых строго определены. Поскольку система диагностирования предназначена для оценки состояния объекта, то качество диагностирования в первую очередь определяется вероятностью правильного диагностирования, значение которой зависит от ошибок, допускаемых в процессе диагностирования.
Судовое оборудование в основном представляет собой сложные ОД, состояние которых характеризуется совокупностью независимых показателей. Кроме того, системы диагностирования претерпевают изменения в зависимости от характера использования объекта. При этом ОД используют непрерывно или периодически, причем периодическое использование может иметь постоянный период (регулярно-периодическое использование) или случайное значение периода (случайно-периодическое использование).
Таким образом, интегрированные системы технической диагностики являются динамическими комплексами, обеспечивающими выбор соответствующего оптимального режима диагностирования, в зависимости от внешних и внутренних факторов, воздействующих на электроустановку.
Литература
1. Гельфандбейн Я.А. Методы кибернетической диагностики динамических систем. - Рига: Зинатне, 1987. - 124 с.
2. Глазунов Л.П., Смирнов А.Н. Проектирование технических систем диагностирования. - Л.: Энергоатомиздат, 1982. - 263 с.
3. Калявин В.П., Мозгалевский А.В. Технические средства диагностирования. - Л.: Судостроение, 1984. - 186 с.
4. Климов Е.Н. Основы технической диагностики судовых энергетических установок. - М.: Транспорт, 1997. - 190 с.
5. Пархоменко П.П., Согомонян Е.С. Основы технической диагностики. - М.: Энергоиздат, 1981. - 454 с.
