Transcript Эмблема ЮЖНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ НИИ МЕХАНИКИ И ПРИКЛАДНОЙ МАТЕМАТИКИ ИМ. ВОРОВИЧА И.И. ПРЕЗЕНТАЦИЯ КОМПЬЮТЕРНОЙ СИСТЕМЫ ДИАГНОСТИКИ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ САРЗ ПАРОВЫХ ТУРБИН («АСД-Т») Ростов-на-Дону Функциональные особенности системы 1.

Эмблема
ЮЖНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
НИИ МЕХАНИКИ И ПРИКЛАДНОЙ МАТЕМАТИКИ
ИМ. ВОРОВИЧА И.И.
ПРЕЗЕНТАЦИЯ
КОМПЬЮТЕРНОЙ СИСТЕМЫ ДИАГНОСТИКИ
ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ САРЗ ПАРОВЫХ ТУРБИН
(«АСД-Т»)
Ростов-на-Дону
Функциональные особенности системы
1. Методическое обеспечение базируется на методах идентификации динамических систем
для оценки технического состояния САРЗ ПТ. Алгоритмы идентификации
ориентированы на автоматизированный эксперимент и обеспечивают, полноту
обнаружения и должную глубину поиска дефектов САРЗ, которые раньше не могли быть
обнаружены, либо из-за невозможности получения необходимой информации, либо по
технико-экономическим соображениям.
2. В программный комплекс «WinTURBINA» включены процедуры робастной статистики
для автоматической коррекции грубых ошибок измерений и исключения их влияния на
результаты диагностики.
3. Система снабжена программными средствами оперативного формирования баз данных
испытаний САРЗ по станциям и турбинам:
4. Метрологическая поверка датчиков и аппаратных средств системы обеспечивается
встроенными программными модулями и выполняется в автоматизированном режиме
измерений.
5. Допускается возможность подключения различных типов датчиков. Питание датчиков
осуществляется микропроцессорным устройством сбора данных (УСД).
6. В режиме измерений обеспечивается визуальный контроль всех измеряемых
параметров в реальном времени испытаний и оперативный контроль линии связи
датчика с объектом контроля.
7. Результаты испытаний (формуляры отчетов) сохраняются в базе данных системы,
транслируются в стандартную офисную программу Word, а также могут передаваться по
компьютерной сети на удаленные компьютеры, обслуживающие общую
информационную базу данных.
Методы идентификации объектов ( область применения)
Широкий класс задач экспериментальных исследований и технической диагностики объектов может быть
сформулирован в терминах задач идентификации объектов. Компьютерные системы технической диагностики,
ориентированные на эти задачи, хотя и зависят в определенной мере от технических особенностей объектов, могут
быть построены на единой методической основе, базирующейся на общей концепции теории идентификации. Это
позволяет создавать универсальные автоматизированные комплексы обладающие базовым (неизменяемым) ядром
программно-методического обеспечения легко адаптируемые для исследования и диагностики объектов различного
технического назначения. . Ниже приведена схема возможных применений методов идентификации объектов в
различных областях знаний.
Теоретические дисциплины
Теория измерений (метрология)
Теория управления
Теория систем: линейные и нелинейные модели
Математическая статистика
Стохастическая аппроксимация
Оценивание параметров и состояний
Цели применения
Управление
Автоматический контроль
Распознавание образов
Автоматизация принятия
решений (в промышленности
Автоматическая корректировка
(в промышленности
Области применения
Энергетика
Машиностроение
Системы связи
Машиностроение
Авиация
Химическая промышленность
Физика
Родственные задачи
Детектирование
Оптимальная
фильтрация
Предсказание
Обучение
Построение математической модели исследуемого объекта
Модели объектов бывают концептуальные, физические, математические (феноменологические, эмпирические,
математические) . Выбор модели, в частности зависит от методов, которые можно использовать при
построении модели и от количества и качества имеющейся информации.
Первым этапом формирования задачи идентификации является приведение теоретической модели (ТМ)
исследуемого объекта к модели интерпретации экспериментальных данных (МИЭД). Наиболее существенным
отличием ТМ от МИЭД является стохастический характер последних, связанный , прежде всего, с помехами
измерений и неучтенными факторами эксперимента.. Достаточно полная МИЭД отражает в себе всю
имеющуюся информацию о статистических характеристиках помех. На рис 1 объект диагностики
рассматривается как элемент, определяющий связь между входными и выходными сигналами, и требуется
извлечь информацию о параметрах объекта из наблюдаемых сигналов путем аппроксимации реального объекта
параметризованной МИЭД, представленной на рис 2.
Рассматриваемый подход к изучению характеристик исследуемых объектов основывается на задаче
идентификации объектов, которая ставится как задача отыскания такой математической модели F(U,C), которая
позволяет выполнить аппроксимацию N пар результатов измерений (u,,x) по некоторому критерию близости.
Аппроксимация данных при выбранном виде модели F (U,C) осуществляется за счет выбора значения
вектора параметров C и его размерности. Общим требованием к выбору модели является требование
непротиворечивости физическим законам, ответственным за процессы, протекающие в исследуемом объекте.
Графически задачу идентификации можно представить следующим образом: в облаке точек ( u[i], x[i])
плоскости UX требуется провести кривую так, чтобы величина среднеквадратической погрешности была
минимальной.
Иллюстрация оценивания параметров МИЭД
Построение структуры модели
(физические законы)
Информация о структуре
ОБЪЕКТ
МОДЕЛЬ
Информация об измерениях
Данные
измерений
Ошибки измерений
обработка
С
Т
Р
У
К
Т
У
Р
А
Оценивание
параметров
параметры
состояния
Оценивание
состояний
Ошибки оценок, связанные с усечением,
порядком модели, обработкой данных и т.д.
Связь между априорной информацией (о структуре) и апостериорной информацией (об измерениях) при
построении модели, представлена выше на рисунке.
Верхняя часть рисунка иллюстрирует процесс построения модели с использованием основных физических
законов для описания объекта исследования.
В нижней части рисунка иллюстрируется процедура оценивания, основанная на измерениях и включающая
обработку данных и алгоритмы оценивания. Здесь же учитываются различные виды ошибок.
Состав и структура информационных связей
Компьютерной Системы Диагностики паровых турбин (АСД-Т)
Особенности технической реализации АСД-Т
Особенности структурной организации:
Технические данные
- многоканальность и программное управление
двунаправленными потоками измерительной и
управляющей информации;
- гибкость методических, технических и программных
средств, реализующих программы исследования
объектов;
- автоматизация функций метрологического контроля
датчиков первичной информации (ДПИ) ;
- автоматизация функций метрологического контроля
устройства сбора данных (УСД) ;
- испытания и диагностика объектов различного
технического назначения;
- управление базами данных (БД) эксперимента:
- БД измеряемых параметров, эталонных
характеристик и критериев оценки технического
состояния объекта;
- БД датчиков первичной информации;
- БД параметров измерительного процесса;
- БД результатов измерений и обработки;
- операционная среда ПО……….Windows;
- виды испытаний :
.статика/динамика;
- число измерительных каналов………..24;
- программный выбор типа датчика;
- контроль подключения датчиков;
- настройка режимов измерений;
- визуальный контроль измеряемых
параметров в реальном времени;
- мониторинг технических характеристик;
- коррекция грубых ошибок измерений;
- настройка измерительных каналов УСД;
- автоматическая калибровка датчиков и
измерительных каналов УСД;
Схема подключения основных компонентов системы «АСД-Т»
к объекту диагностики
Блок-схема микропроцессорного устройства сбора данных (УСД)
Датчики первичной информации (ДПИ)
Управляющие сигналы внешних устройств
Модуль ввода
Мультиплексор входных сигналов
Аналого-цифровой преобразователь
Контроллер управления модуля ввода
Канал
параллельного
обмена
Канал
последовательного
обмена
Мультиплексор опорных сигналов
Источник опорного напряжения
Формирователь датчика (TTL выход).
Формирователь импульса запуска
…..
Модуль управления
Контроллер модуля управления
Память данных
Модуль питания
Канал связи с PC
USB
COM
Источник рабочих напряжений
УСД
обеспечивает
условия
информационного обмена устройства с
персоналом и объектом. УСД состоит из
модуля ввода входных сигналов, модуля
управления и модуля питания.
Модуль ввода предназначен для
формирования опорных напряжений для
ДПИ, преобразования аналоговых сигналов
в цифровую форму, контроля подключения
датчиков и получения данных от датчиков
дискретных сигналов.
Модуль
управления
принимает
цифровые данные из модуля ввода,
которые
поступают
по
каналу
параллельного обмена. Режимы работы
модуля ввода и входных каналов задаются
через канал последовательного обмена.
Данные,
поступившие
в
модуль
управления, хранятся в памяти для
последующей
передачи
полученных
результатов в персональный компьютер по
каналу связи с PC, организованному в
модуле
питания.
Предусмотрено
подключение УСД к СOM-порту и порту
USB.
Комплект датчиков компьютерной системы диагностики АСД-Т
SPR
ADZ
1- корпус датчика; 2- предусилитель; 3- кабель связи;
5,6- гайки резьбового креплени М10х1; 7 выходной разъем.
ДПУ
Датчики перемещения ДПУ, SPR18
Датчики давления ADZ-SML
Датчики перемещения тросовые
MICRO-EPSILON (Германия)
Датчик оборотов ДОС-04
(НИИКИ ОЭП, С.Петербург)
Основным назначением Датчиков Первичной Информации
(ДПИ) является преобразование в унифицированный сигнал
постоянного напряжения или тока различных электрических и
неэлектрических величин, определяющих рабочие значения
параметров в объекте исследования (давления, перемещения,
мощности, оборотов, температуры и т.д). Независимо от физических
принципов функционирования датчиков и количества их
модификаций современная их структура представляет собой
совокупность первичных преобразователей и блоков
предварительной обработки, обеспечивающих эквивалентное
преобразование входной информации к виду, удобному для ввода в
микропроцессорные устройства сбора данных.
Установка датчиков перемещения типа ДПУ на регулирующих
клапанах и сервомоторе высокого давления турбины К-300-240
Новочеркасской ГРЭС
Установка датчиков перемещения типа ДПУ на регулирующих
клапанах и защитном устройстве турбины К-300-240
Новочеркасской ГРЭС
Главное меню системы
Формирование Базы Данных испытаний
Установка критериев оценки технического состояния объекта
(режим «Статика»)
Установка критериев оценки технического состояния объекта
(режим «Динамика»)
Формирование Базы Данных эталонных характеристик
Метрологическая аттестация датчиков
Формирование Базы Данных датчиков
Режим измерения параметров статических характеристик объекта
Построение статических характеристик объекта
(результаты обработки экспериментальных данных)
Построение статических характеристик объекта
(выбор оптимальных параметров алгоритма обработки данных)

Справка
Статические характеристики объекта
(результаты обработки экспериментальных данных)
Статические характеристики объекта
(результаты обработки экспериментальных данных)
Статические характеристики объекта
(результаты обработки экспериментальных данных)
Режим измерения параметров динамических характеристик объекта
Построение динамических характеристик объекта
(результаты обработки экспериментальных данных)
Динамические характеристики объекта
(результаты обработки экспериментальных данных)
Динамические
характеристики
объекта
ОБРАБОТКА
РЕЗУЛЬТАТОВ
ИЗМЕРЕНИЙ
(результаты
обработки
экспериментальных
данных)
( ДИНАМИЧЕСКИЕ
ХАРАКТЕРИСТИКИ
ОБЪЕКТА)
Динамические
характеристики
объекта
ОБРАБОТКА
РЕЗУЛЬТАТОВ
ИЗМЕРЕНИЙ
(результаты
обработки
экспериментальных
данных)
( ДИНАМИЧЕСКИЕ
ХАРАКТЕРИСТИКИ
ОБЪЕКТА)
Настройка микропроцессорного УСД
Метрологическая поверка измерительных каналов УСД
Измерение числа оборотов (частоты) вращающихся объектов