Система контролю і діагностики системи енергетичних машин для текучих середовищ, а також система енергетичних машин для текучих середовищ
Формула / Реферат
1. Система (1) контролю і діагностики системи (30) енергетичних машин для текучих середовищ, причому система енергетичних машин для текучих середовищ (30) містить множину різних підсистем (16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 25, 26) і компонентів (13, 14, 15, 23, 24) устаткування, яка відрізняється тим, що
система (1) контролю і діагностики містить центральний обчислювальний блок (2),
кожна підсистема (16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 25, 26) і кожен компонент (13, 14, 15, 23, 24) устаткування через стандартизовані двонаправлені інтерфейси (3) і через одну або більше ліній (4) передачі даних сполучені з центральним обчислювальним блоком (2) для передачі даних,
кожна підсистема (16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 25, 26) і кожен компонент (13, 14, 15, 23, 24) устаткування має щонайменше один сенсорний елемент для визначення даних стану відповідної підсистеми (16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 25, 26) і відповідного компонента (13, 14, 15, 23, 24) устаткування,
передбачений щонайменше один керувальний пристрій (5) для керування сенсорними елементами,
передбачений запам'ятовуючий пристрій (6) для зберігання визначених даних стану відповідної підсистеми (16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 25, 26) і відповідного компонента (13, 14, 15, 23, 24) устаткування, а також для зберігання порівняльних даних для функціонування системи енергетичних машин для текучих середовищ (30),
передбачений компараторний блок (7) для порівняння визначених даних стану відповідної підсистеми (16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 25, 26) і відповідного компонента (13, 14, 15, 23, 24) устаткування з визначеними пороговими значеннями для кожної підсистеми (16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 25, 26) і кожного компонента (13, 14, 15, 23, 24) устаткування, і
передбачений індикаторний пристрій (8) для індикації визначених даних стану відповідної підсистеми (16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 25, 26) і відповідного компонента (13, 14, 15, 23, 24) устаткування, а також для індикації тривоги при спаді нижче або перевищенні порогового значення в підсистемі (16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 25, 26) або компоненті (13, 14, 15, 23, 24) устаткування.
2. Система (1) контролю і діагностики за п. 1, яка відрізняється тим, що центральний обчислювальний блок (2) має кабельні або безпровідні інтерфейси для локального і дистанційного керування центральним обчислювальним блоком (2).
3. Система (1) контролю і діагностики щонайменше за одним з попередніх пп. 1 або 2, яка відрізняється тим, що для передачі даних між відповідними підсистемами (16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 25, 26), а також відповідними компонентами (13, 14, 15, 23, 24) устаткування і центральним обчислювальним блоком (2) передбачені інтернет-протоколи, шлюзи і шинні системи.
4. Система (1) контролю і діагностики щонайменше за одним з попередніх пп. 1-3, яка відрізняється тим, що щонайменше один керувальний пристрій (5) для керування сенсорними елементами сполучений з центральним обчислювальним блоком (2).
5. Система (1) контролю і діагностики щонайменше за одним з попередніх пп. 1-4, яка відрізняється тим, що компараторний блок (7) має пристрій (9) аналізу для аналізу визначених даних стану щонайменше однієї підсистеми (16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 25, 26) або щонайменше одного компонента (13, 14, 15, 23, 24) устаткування відносно інших підсистем (16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 25, 26) або компонентів (13, 14, 15, 23, 24) устаткування системи енергетичних машин для текучих середовищ (30).
6. Система (1) контролю і діагностики щонайменше за одним з попередніх пп. 1 або 5, яка відрізняється тим, що індикаторний пристрій (8) виконаний з можливістю акустичної і оптичної індикації тривоги.
7. Система (1) контролю і діагностики щонайменше за одним з попередніх пп. 1-6, яка відрізняється тим, що обчислювальний блок виконаний з можливістю видачі електронних телеграм.
8. Система енергетичних машин для текучих середовищ (30) з системою (1) контролю і діагностики, яка виконана згідно із щонайменше одним з попередніх пп. 1-7, причому система енергетичних машин для текучих середовищ (30) має множину різних підсистем (16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 25, 26) і компонентів (13, 14, 15, 23, 24) устаткування, причому кожна підсистема (16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 25, 26) і кожен компонент (13, 14, 15, 23, 24) устаткування має щонайменше один сенсорний елемент для визначення даних стану відповідної підсистеми (16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 25, 26) і відповідного компонента (13, 14, 15, 23, 24) устаткування.
9. Система енергетичних машин для текучих середовищ (30) за п. 8, яка відрізняється тим, що система енергетичних машин для текучих середовищ (30) містить енергетичну машину для текучих середовищ (23), сполучну муфту (27) для валів, електричний мотор (15) з блоком керування мотором, перетворювач (14) частоти і трансформаторну підстанцію (13).
10. Система енергетичних машин для текучих середовищ (30) за п. 9, яка відрізняється тим, що, система енергетичних машин для текучих середовищ (30) містить систему змащування, систему продувального повітря і щонайменше одну систему охолодження.
11. Спосіб контролю і діагностики системи енергетичних машин для текучих середовищ (30), причому система енергетичних машин для текучих середовищ (30) має множину різних підсистем (16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 25, 26) і компонентів (13, 14, 15, 23, 24) устаткування, за допомогою системи (1) контролю і діагностики, яка виконана згідно із щонайменше одним з попередніх пп. 1-7.
12. Спосіб контролю і діагностики системи енергетичних машин для текучих середовищ (30) за п. 11, який відрізняється тим, що
центральний обчислювальний блок (2) через стандартизовані двонаправлені інтерфейси (3) і через одну або більше ліній (4) передачі даних здійснює комунікацію з кожною підсистемою (16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 25, 26) і кожним компонентом (13, 14, 15, 23, 24) устаткування, причому щонайменше один сенсорний елемент відповідних підсистем (16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 25, 26), а також відповідних компонентів (13, 14, 15, 23, 24) устаткування керується щонайменше одним керувальним пристроєм (5), який сполучений з центральним обчислювальним блоком (2), для визначення даних стану відповідної підсистеми (16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 25, 26) і відповідних компонентів (13, 14, 15, 23, 24) устаткування,
визначені відповідними сенсорними елементами дані стану відповідних підсистем (16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 25, 26) і відповідних компонентів (13, 14, 15, 23, 24) устаткування, а також порівняльні дані для функціонування системи енергетичних машин для текучих середовищ (30) зберігаються у запам'ятовувальних пристроях (6),
компараторний блок (7) порівнює визначені дані стану відповідної підсистеми (16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 25, 26) і відповідного компонента (13, 14, 15, 23, 24) устаткування з визначеними пороговими значеннями для кожної підсистеми (16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 25, 26) і кожного компонента (13, 14, 15, 23, 24) устаткування, і
індикаторний пристрій (8) відображає визначені дані стану відповідної підсистеми (16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 25, 26) і відповідного компонента (13, 14, 15, 23, 24) устаткування, а також сигнал тривоги при спаді нижче або перевищенні порогового значення в підсистемі (16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 25, 26) або компоненті (13, 14, 15, 23, 24) устаткування.
Текст
Реферат: Винахід стосується системи (1) контролю і діагностики системи енергетичних машин для текучих середовищ (30), причому система енергетичних машин для текучих середовищ (30) містить множину різних підсистем (16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 25, 26) і компонентів (13, 14, 15, 23, 24) устаткування. Крім того, винахід стосується системи енергетичних машин для текучих середовищ (30) із системою (1) контролю і діагностики, а також способу контролю і діагностики системи енергетичних машин для текучих середовищ (30). UA 109441 C2 (12) UA 109441 C2 UA 109441 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід стосується системи контролю і діагностики системи енергетичних машин для текучих середовищ, причому система енергетичних машин для текучих середовищ містить множину різних підсистем і компонентів устаткування. Крім того, винахід стосується системи енергетичних машин для текучих середовищ з системою контролю і діагностики, а також способу контролю і діагностики системи енергетичних машин для текучих середовищ. Системи енергетичних машин для текучих середовищ, такі як електрично привідні насосні і компресорні системи, мають різностороннє застосування в промисловості, у загальному випадку в оброблювальній промисловості, особливо, в нафто-газовій промисловості, наприклад, у транспортному устаткуванні, трубопроводах, нафтопереробних заводах, нафтосховищах і так далі. Безперервна підтримка в робочому стані і технічне обслуговування системи енергетичних машин для текучих середовищ є істотною складовою частиною експлуатації всього устаткування, зокрема, відносно якості продукції, енергетичної ефективності, готовності устаткування, надійності устаткування і захисту довкілля. Системи енергетичних машин для текучих середовищ, як, наприклад, оснащені електроприводом насосні і компресорні системи містять, без обмеження вказаним, такі компоненти: одну або більше робочих машин, таких як насоси і/або компресори; коробки передач, зчеплення, рами; механічні і електричні системи регулювання числа обертів; системи трубопроводів або системи кабелів; допоміжні системи, як, наприклад, системи змащування, системи захисного газу, системи впускання повітря для комплектів приладів, системи продувального повітря, системи охолоджування і т.д.; електричні мотори для головного приводу і інших системних компонентів; електротехнічне устаткування, як, наприклад, комутаційне устаткування, трансформатори, гармонійні фільтри, компенсатори реактивної потужності і т.д.; оснащення приладами і автоматизацію устаткування і компонентів устаткування, включаючи прикладні програми, наприклад, для ведення процесу роботи, керування підприємством і компонентні додатки контролю стану. В даний час контроль стану окремих дискретних вищеназваних системних компонентів є характерним для рівня техніки. Хоча існують спеціальні системи контролю стану у великій кількості дискретних застосувань і компонентів, як, наприклад, контроль коливань і температури підшипників для насосів, компресорів, коробок передач або моторів, цілісний контроль системи енергетичних машин для текучих середовищ, такої як насосна і компресорна система, не реалізований. Так, наприклад, в існуючих системах контролю стану неможливо негайно діагностувати, чи здійснюють вплив, і якою мірою, електричні моменти коливання в моторі/трансмісії, електричні дефекти інвертора, наприклад відмова вузлів, або гармонійні спотворення в електричній мережі енергопостачання на процес і відповідну робочу машину. Крім того, неможливе порівняння з історично подібними робочими даними системи енергетичних машин для текучих середовищ. Як описано вище, наприклад, електрично привідні насосні ι компресорні системи складаються з різних механічних, електричних, автоматизованих компонентів устаткування. Зокрема, критичні компоненти устаткування, такі як, наприклад, механічні приводи, трансформатори і комутаційне устаткування і так далі, а також допоміжне устаткування, таке як системи змащувального масла, системи продувального повітря, охолоджувальні системи і так далі і автоматизовані системи, як, наприклад, засоби автоматизації устаткування або станцій, як правило, оснащені дискретними системами контролю стану. Це означає, що для кожного окремого компонента системи існують особливі системи контролю стану і відповідні системи тривожної сигналізації. Паралельно виконується підтримка у справному стані і технічне обслуговування насосних і компресорних систем або їх компонентів устаткування за допомогою систем програмного забезпечення підтримки у справному стані і технічного обслуговування, як, наприклад, систем ведення процесу роботи, систем керування підприємством або систем дистанційного технічного обслуговування. Контроль стану окремих компонентів системи енергетичних машин для текучих середовищ, як, наприклад, насосних і компресорних ліній, відноситься до рівня техніки. Так відомо виконання контролю стану підшипників, корпусів, температур обмоток або коливань машин і так далі. Засіб автоматизації перетворювача частоти контролює, наприклад, гармонійні спотворення, але не порівнює їх з інформацією контролю стану насосної або компресорної лінії або іншими поточними або архівними даними процесу і допоміжного устаткування. Внаслідок цього не може автоматично і систематично аналізуватися і класифікуватися, наприклад, вплив електрично індукованих моментів гойдання в електромоторах на вібрації ліній або також інші релевантні умови для компонентів установки. Тому задачею винаходу є створити систему контролю і діагностики системи енергетичних машин для текучих середовищ, систему енергетичних машин для текучих середовищ і спосіб 1 UA 109441 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 контролю і діагностики системи енергетичних машин для текучих середовищ, який забезпечує можливість системного цілісного контролю і діагностики системи енергетичних машин для текучих середовищ. За рахунок системного цілісного контролю і діагностики рівень інформованості і знання про актуальний стан устаткування системи енергетичних машин для текучих середовищ і її окремих компонентів істотно розширюється і покращується. Ця задача вирішується згідно з винаходом за допомогою системи контролю і діагностики системи енергетичних машин для текучих середовищ з ознаками згідно з незалежним п. 1 формули винаходу, за допомогою системи енергетичних машин для текучих середовищ із системою контролю і діагностики з ознаками згідно з п. 8 формули винаходу, а також способом контролю і діагностики системи енергетичних машин для текучих середовищ з ознаками згідно з пунктом 11 формули винаходу. Інші ознаки і деталі винаходу виходять із залежних пунктів, опису і креслень. При цьому, зрозуміло, ознаки і деталі, які описані у зв'язку з відповідною винаходу системою контролю і діагностики, також справедливі для відповідної винаходу системи енергетичних машин для текучих середовищ і відповідного винаходу способу контролю і діагностики системи енергетичних машин для текучих середовищ і, відповідно, навпаки, так що відносно розкриття окремих аспектів винаходу можуть даватися взаємні посилання на них. Згідно з першим аспектом винаходу, вказана задача вирішується системою контролю і діагностики системи енергетичних машин для текучих середовищ, причому система енергетичних машин для текучих середовищ має множину різних підсистем і компонентів устаткування. Система контролю і діагностики згідно з винаходом відрізняється тим, що вона має центральний обчислювальний блок, що кожна підсистема і кожен компонент устаткування через стандартизовані двонаправлені інтерфейси і через одну або більше ліній передачі даних сполучений з центральним обчислювальним блоком, що кожна підсистема і кожен компонент устаткування має щонайменше один сенсорний елемент для визначення даних стану відповідної підсистеми і відповідного компонента устаткування, що передбачено щонайменше один керувальний пристрій для керування сенсорними елементами, що передбачений запам'ятовуючий пристрій для зберігання визначених даних стану відповідної підсистеми і відповідного компонента устаткування, а також для зберігання порівняльних даних для функціонування системи енергетичних машин для текучих середовищ, що передбачений компараторний блок для порівняння визначених даних стану відповідної підсистеми і відповідного компонента устаткування з визначеними пороговими значеннями для кожної підсистеми і кожного компонента устаткування, і що передбачений індикаторний пристрій для індикації визначених даних стану відповідної підсистеми і відповідного компонента устаткування, а також для індикації тривоги при спаді нижче або перевищенні порогового значення у підсистемі або компоненті устаткування. Подібна система контролю і діагностики системи енергетичних машин для текучих середовищ, такої як. наприклад, електрично привідна насосна і компресорна система забезпечує цілісний системний контроль і надання класифікацій, наприклад, станів і ефективності всієї системи. Ця система контролю і діагностики забезпечує можливість актуальної, історичної або проектованої на майбутнє цілісної кількісної діагностики і/або аналізу системи енергетичних машин для текучих середовищ. Всеосяжна система контролю ι діагностики може, наприклад, підвищити завантаження системи/установки і, тим самим, використання капіталу, за рахунок поточних розрахунків і індикації параметрів продуктивності системи і ефективності системи. Крім того, за рахунок цілісної системної діагностики системи енергетичних машин для текучих середовищ підвищується системна готовність. Тим самим можна мінімізувати неплановані витрати на простої, скоротити плановані витрати на простої і скоротити витрати на зберігання запасних частин. Система контролю і діагностики підтримує, сприяє і полегшує, наприклад, базовану на стані підтримку у справному робочому стані системи енергетичних машин для текучих середовищ. Крім того, система контролю і діагностики за рахунок безперервного своєчасного розпізнавання слабких місць в процесі і компонентах устаткування забезпечує підвищену системну надійність, покращений вклад у захист довкілля і охорону праці. Крім того, за рахунок відповідної винаходу системи контролю і діагностики забезпечується можливість економічного рішення для базованої на стані підтримки у справному стані і дистанційного технічного обслуговування, включаючи оцінку великих об'ємів даних і генерування знань в процесі роботи. Система контролю і діагностики підтримує контроль і базовану на стані класифікацію, зокрема, критичних підсистем і компонентів устаткування системи енергетичних машин для текучих середовищ. Система енергетичних машин для текучих середовищ має множину різних підсистем і компонентів устаткування. Так. наприклад, система енергетичних машин для текучих середовищ, як компоненти устаткування, може містити одну або більше робочих машин, таких як насоси або компресори, коробки передач, зчеплення, рамні елементи; механічні і/або 2 UA 109441 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 електричні засоби регулювання числа обертів; системи трубопроводів або системи кабелів; а також електричні мотори для головного приводу або інших компонентів, електротехнічне устаткування, як, наприклад, комутаційне устаткування, трансформатори, гармонійні фільтри, компенсатори реактивної потужності і т.д.; оснащення приладами, а також допоміжні системи, як, наприклад, системи змащування, системи захисного газу, системи впускання повітря для комплектів приладів, системи продувального повітря або системи охолоджування. Це означає, що система контролю і діагностики, вбудована у систему енергетичних машин для текучих середовищ, інтегрує і доповнює існуючі підсистеми, такі як, наприклад, автоматизовані системи, зокрема, компоненти устаткування, компоненти допоміжного устаткування, перетворювачі частоти, комутаційне устаткування, блоки регулювання двигунів, а також системи контролю стану, наприклад, для обертальних машин, системи програмного забезпечення підтримки у справному стані, ведення процесу роботи, керування підприємством. Система контролю і діагностики забезпечує можливість актуальної підтримки ведення процесу роботи, зокрема, також підтримка у справному стані в аспекті базованих на стані і випереджаючих стратегій ведення процесу роботи і підтримки у справному стані. Система контролю і діагностики системи енергетичних машин для текучих середовищ, яка включає множину різних підсистем і компонентів устаткування, має центральний обчислювальний блок. Кожна підсистема і кожен компонент устаткування системи енергетичних машин для текучих середовищ через стандартизовані двонаправлені інтерфейси і через одну або більше ліній передачі даних або з'єднань передачі даних сполучений з центральним обчислювальним блоком для передачі даних. Кожна підсистема і кожен компонент устаткування системи енергетичних машин для текучих середовищ має щонайменше один сенсорний елемент для визначення даних стану відповідної підсистеми або відповідного компонента устаткування. Система контролю і діагностики, крім того, має керувальний пристрій, який сполучений з центральним обчислювальним блоком, зокрема, є частиною центрального обчислювального блоку, для керування великою кількістю сенсорних елементів. Запам'ятовуючий пристрій служить для зберігання визначених даних стану відповідної підсистеми і відповідного компонента устаткування, а також для зберігання порівняльних даних для функціонування системи енергетичних машин для текучих середовищ. У компараторному блоці системи контролю і діагностики можливе порівняння визначених даних стану відповідної підсистеми і відповідного компонента устаткування з визначеними пороговими значеннями для кожної підсистеми і кожного компонента устаткування, зокрема, порівняння з відомими даними для функціонування системи енергетичних машин для текучих середовищ. Крім того, передбачений індикаторний пристрій для індикації визначених даних стану відповідної підсистеми і відповідного компонента устаткування, а також для індикації тривоги при спаді нижче або перевищенні порогового значення в підсистемі або компоненті устаткування. Це означає, що система контролю і діагностики забезпечує можливість збору даних і збереження даних у запам'ятовуючому пристрої, зокрема, в банках даних, а також обробку зібраних даних, зокрема, оснащених тимчасовими мітками, даних і сигналів тривог для аналізу і діагностики, наприклад, на основі тимчасових рядів, моделей процесу, спеціальних параметрів і так далі в системі контролю і діагностики. Крім того, можлива архівація зібраних даних для аналізу і діагностики в системі контролю і діагностики. За допомогою порівняння визначених даних стану з історичними режимами роботи для системи енергетичних машин для текучих середовищ можна своєчасно отримати цілісний висновок про стан системи енергетичних машин для текучих середовищ. Згідно з переважним варіантом здійснення винаходу в системі контролю і діагностики може бути передбачено, що центральний обчислювальний блок має кабельні або безпровідні інтерфейси для локального і/або дистанційного керування центральним обчислювальним блоком. Так, наприклад, оператор установки або персонал підтримки у справному стані і технічного обслуговування може через пристрій введення, наприклад, клавіатуру, виконувати локальне керування центральним обчислювальним блоком або асоційованим з центральним обчислювальним блоком керувальним пристроєм. Як альтернатива або додатково, система контролю і діагностики підтримує забезпечення дистанційного керування центральним обчислювальним блоком. Переважним чином при цьому в системі контролю і діагностики для передачі даних між відповідними підсистемами, а також відповідними компонентами устаткування і центральним обчислювальним блоком передбачені інтернет-протоколи, інтерфейси і/або шинні системи. Наприклад, можуть передбачатися відповідні інтерфейси і протоколи, як, наприклад, ТСР/ІР-мережевий протокол, а також шинні системи Profibus, Feldbus, Can-Bus, Modbus, а також безпосередні аналогові кабельні з'єднання. За рахунок надання необхідних інтерфейсів і протоколів для інтеграції підсистем, а також компонентів устаткування 3 UA 109441 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 не потрібні жодні пов'язані з витратами індивідуальні підстроювання для контролю і діагностики системи енергетичних машин для текучих середовищ. Центральний обчислювальний блок може бути безпосередньою частиною системи енергетичних машин для текучих середовищ, але він може також розташовуватися окремо від системи енергетичних машин для текучих середовищ. Переважним чином, керувальний пристрій системи контролю і діагностики для керування сенсорними елементами безпосередньо сполучений з центральним обчислювальним блоком. Згідно з особливо переважним варіантом здійснення винаходу в системі контролю і діагностики може бути передбачено, що компараторний блок має пристрій аналізу для аналізу визначених даних стану щонайменше однієї підсистеми або щонайменше одного компонента устаткування відносно інших підсистем або компонентів устаткування системи енергетичних машин для текучих середовищ. Пристрій аналізу забезпечує можливість виконання діагностики системи енергетичних машин для текучих середовищ. Зокрема, може виконуватися діагностика для одержання рекомендації або сповіщення на узгодженій системній основі, наприклад, про тимчасові промені, режими роботи і способи роботи устаткування, за допомогою аналізу і кореляції підсистем і компонентів устаткування. Це забезпечує можливість цілісного контролю стану і базованої на станах класифікації системи енергетичних машин для текучих середовищ, зокрема, насосної і компресорної системи. Компараторний блок або пристрій аналізу забезпечує можливість розрахунку поточних залежних від стану параметрів і підтримує базовану на стані випереджаючу підтримку у справному стані системи енергетичних машин для текучих середовищ Пристрій аналізу забезпечує можливість аналізу системи енергетичних машин для текучих середовищ, особливо, підсистем або компонентів устаткування, наприклад, за допомогою базованих на моделюванні оцінок з урахуванням історичних сценаріїв роботи і несправностей. Залучення моделей діагностики для контролю стану забезпечує можливість кодування знання про устаткування і безперервно підстроюваного використання устаткування. Система контролю і діагностики може, наприклад, виконувати цілісний всеосяжний аналіз і класифікацію, а також контроль, наприклад, несправностей мережі електроживлення, рівнів охолоджувача, забруднень фільтру, засмічень трубопроводів і так далі, щоб випереджаючим чином уникати критичні фатальні відмови устаткування. За рахунок безперервного цілісного контролю і класифікації систем істотно розширюється знання про актуальний стан устаткування і компонентів устаткування. Наприклад, порівняння і кореляція режимів і періодів роботи по відношенню до готовності і надійності компонентів і систем устаткування забезпечує можливість кількісної безперервної актуалізації середнього вільного від перешкод робочого часу і критеріїв відмови. Переважним чином, в системі контролю і діагностики індикаторний пристрій виконаний з можливістю акустичної і/або оптичної індикації сигналу тривоги. Крім того, переважним чином, в системі контролю і діагностики обчислювальний блок виконаний з можливістю видачі електронних телеграм (повідомлень). Тобто, при перевищенні або спаді нижче визначених порогових значень, система контролю і діагностики може видавати попередження і сигнали тривоги, і генерувати електронні телеграми, наприклад, для інформування операторів устаткування, персоналу по підтримці у справному стані, персоналу технічного обслуговування або для введення у системи ведення процесу і керування підприємством. Згідно з другим аспектом винаходу вказана задача вирішується системою енергетичних машин для текучих середовищ з системою контролю і діагностики, яка виконана згідно з першим аспектом винаходу, причому система енергетичних машин для текучих середовищ має множину різних підсистем і компонентів устаткування, і кожна підсистема і кожен компонент устаткування має щонайменше один сенсорний елемент для визначення даних стану відповідної підсистеми і відповідного компонента устаткування. Так само виконана система енергетичних машин для текучих середовищ забезпечує можливість цілісного контролю системи енергетичних машин для текучих середовищ. Дані стани підсистеми або компонента устаткування можуть використовуватися для контролю всієї системи. Система енергетичних машин для текучих середовищ містить переважним чином енергетичну машину для текучих середовищ, таку як нагнітач, насос або компресор, а також сполучну муфту валу, електричний мотор з блоком керування мотором, перетворювач частоти і/або трансформаторну підстанцію, наприклад, з комутаційним устаткуванням і трансформаторами. Крім того, можуть передбачатися коробки передач, зчеплення, рамні елементи; механічні і/або електричні системи регулювання числа обертів; системи трубопроводів або системи кабелів; а також електротехнічне устаткування, як, наприклад, комутаційне устаткування, трансформатори, гармонійні фільтри, компенсатори реактивної потужності і автоматизовані системи. Крім того, 4 UA 109441 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 переважною є система енергетичних машин для текучих середовищ, яка як підсистеми містить систему змащування, систему продувального повітря, систему захисного газу, систему впускання повітря для комплектів приладів і/або щонайменше одну систему охолоджування. Згідно з третім аспектом винаходу задача вирішується способом для контролю і діагностики системи енергетичних машин для текучих середовищ, причому система енергетичних машин для текучих середовищ має множину різних підсистем і компонентів устаткування, за допомогою системи контролю і діагностики, яка виконана згідно з першим аспектом винаходу. Спосіб для контролю і діагностики системи енергетичних машин для текучих середовищ відрізняється, особливо, тим, що центральний обчислювальний блок через стандартизовані двонаправлені інтерфейси і через одну або більше ліній передачі даних або з'єднань передачі даних здійснює комунікацію з кожною підсистемою і кожним компонентом устаткування, причому щонайменше один сенсорний елемент відповідних підсистем, а також відповідних компонентів устаткування керується щонайменше одним керувальним пристроєм, який сполучений з центральним обчислювальним блоком, для визначення даних стану відповідної підсистеми і відповідних компонентів устаткування, що визначені відповідними сенсорними елементами дані стану відповідних підсистем і відповідних компонентів устаткування, а також порівняльні дані для функціонування системи енергетичних машин для текучих середовищ зберігаються у запм'ятовуючому пристрої, що компараторний блок порівнює визначені дані стану відповідної підсистеми і відповідного компонента устаткування з визначеним пороговими значеннями для кожної підсистеми і кожного компонента устаткування, і що індикаторний пристрій відображає визначені дані стану відповідної підсистеми і відповідного компонента устаткування, а також сигнал тривоги при спаді нижче або перевищує порогове значення в підсистемі або компоненті устаткування. Така система зокрема, безперервного дистанційного і/або локального контролю і діагностики системи енергетичних машин для текучих середовищ, зокрема, для насосної або компресорної системи з електроприводом, збирає, реєструє і архівує дані і інформацію, наприклад, сигнали тривоги, для підсистем і компонентів устаткування, щоб, у тому числі, на основі моделювання аналізувати, створювати криві трендів і визначати кореляції/взаємні кореляції і надавати об'єктивні параметри відносно поточного стану системи енергетичних машин для текучих середовищ, зокрема, насосної або компресорної системи за допомогою безперервного системного контролю і базованої на стані класифікації стану і ефективності всієї системи. Тим самим забезпечується кількісна діагностика і/або аналіз всієї системи. Як правило, система контролю і діагностики обходиться з уже встановленими комплектами приладів, зокрема, сенсорними елементами. Додаткові сенсорні елементи для діагностики при необхідності можуть бути у будь-який час вбудовані в систему контролю і діагностики. Єдина система контролю і діагностики системи енергетичних машин для текучих середовищ забезпечує, зокрема, підвищення завантаження системи/устаткування і, тим самим, використання капіталу, за рахунок поточних обчислень і індикації параметрів продуктивності системи і ефективності системи. Система контролю і діагностики за рахунок безперервної системної діагностики підвищує готовність системи/устаткування. Наприклад, система контролю і діагностики підтримує, сприяє і полегшує експлуатаційну базовану на стані підтримку у справному стані. Зокрема, система контролю і діагностики або спосіб контролю і діагностики системи енергетичних машин для текучих середовищ дозволяє мінімізувати неплановані витрати на простої, скоротити плановані витрати на простої і скоротити витрати на зберігання запасних частин. Крім того, за рахунок своєчасного розпізнавання слабких місць в процесі і компонентах устаткування, безперервно забезпечується підвищена надійність системи/устаткування, а також покращуваний вклад у захист довкілля. Крім того, за рахунок системи контролю і діагностики забезпечується можливість економічного рішення для базованої на стані підтримки у справному стані і дистанційного технічного обслуговування, включаючи оцінку великих об'ємів даних і генерування знань в процесі роботи. Всеосяжна система контролю і діагностики забезпечує цілісний контроль умов процесу і виробництва, механічних, електричних, автоматизованих компонентів устаткування або підсистем. Наприклад, за допомогою системи контролю і діагностики можна діагностувати, чи є, і в якій мірі, електрично індуковані моменти гойдання в моторі/трансмісії, електричні дефекти інвертора, наприклад, відмова комірок, або гармонійні спотворення в електричній мережі енергопостачання, і показувати відповідну робочу машину. Система контролю і діагностики підтримує контроль і базовану на стані класифікацію, зокрема, критичних компонентів устаткування системи енергетичних машин для текучих середовищ, переважно насосної або компресорної системи. Система контролю і діагностики ґрунтується переважним чином як на аналітичних, так і на емпіричних моделях, евристиці, кривих трендів процесів і системних даних, сигналів тривог 5 UA 109441 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 процесів і систем, а також х, у- і 6-сигма-діаграмах. Система контролю і діагностики може забезпечувати попередження і сигнали тривог у формі електронних телеграм, зокрема, в усій системі, для операторів устаткування, персоналу підтримки у справному стані і персоналу технічного обслуговування. Програми підтримки у справному стані переважно інтегровані у систему контролю і діагностики. Так, наприклад, компоненти устаткування можуть автоматично класифікуватися відносно робочого стану і підтримки у справному стані. Терміни перевірки можуть безперервно підстроюватися автоматично і актуалізуватися для, наприклад, електричних, автоматизованих, механічних компонентів устаткування, комплектів приладів і виконавчих елементів, а також допоміжного устаткування. Це представляє так звану профілактичну підтримку у справному стані. Крім того, можуть генеруватися в явній формі вказівки і рекомендації при виявлених передбачених короткотермінових/довготермінових відмовах компонентів устаткування і, тим самим, передбачені відхилення від намічених планів підтримки у справному стані. Система діагностики підтримує як локальну діагностику, так і дистанційну діагностику. Всеосяжна, цілісна система контролю і діагностики забезпечує можливість інтеграції критичних компонентів устаткування, таких як перетворювачі частоти, електромотори, машини з приводом, механічні приводи, трансформатори і комутаційне устаткування і так далі, допоміжного устаткування, як, наприклад, систем змащування, систем продувального повітря, систем охолоджування і так далі і автоматизованих систем, як, наприклад, засобів автоматизації устаткування і станційних засобів автоматизації. Цілісна система контролю і діагностики забезпечує можливість одночасної підтримки у справному стані і технічного обслуговування устаткування і компонентів устаткування за допомогою систем програмного забезпечення підтримки у справному стані і технічного обслуговування, таких як системи ведення процесу роботи, системи керування підприємством, системи дистанційного технічного обслуговування. За рахунок інтеграції всіх підсистем і компонентів устаткування для діагностики і аналізу всієї насосної і компресорної системи можуть виконуватися, наприклад, визначення кореляцій/взаємних кореляцій, базована на стані і базована на моделі класифікація і так далі для попереджувальних стратегій підтримки у справному стані. Контроль стану насосних і компресорних ліній здійснюється тепер зі всіма даними процесу, такими як температури, кількості і якості, виміри допоміжного устаткування і електричних і автоматизованих компонентів. Засіб автоматизації перетворювача частоти контролює гармонійні спотворення і порівнює їх тепер з інформацією контролю стану ліній або іншими поточними або архівними даними процесу і допоміжного устаткування. Внаслідок цього вплив електрично індукованих моментів гойдання в електромоторах на вібрації ліній або інші релевантні умови компонентів устаткування можна тепер автоматично і систематично аналізувати і класифікувати. Це забезпечує можливість реалізації цілісної системи контролю і діагностики, особливо, за рахунок цілісного аналізу і поточної/короткотермінової/довготермінової оцінки стану і ефективності, особливо, критичних компонентів насосного і компресорного устаткування. Цілісна система контролю і діагностики дозволяє збирати, реєструвати, архівувати всі дані і інформацію про всі підсистеми і компоненти устаткування в центральному запам'ятовуючому пристрої, або сховищі, а також виконувати аналіз і класифікацію для діагностики. Доступ до описаної тут системи контролю ι діагностики може здійснюватися як локально, так і ззовні, тобто за допомогою дистанційної діагностики. Система безперервного дистанційного і/або локального контролю і діагностики для системи енергетичних машин для текучих середовищ, таких як насосні або компресорні системи з електроприводом, інтегрує і доповнює існуючі підсистеми, наприклад, автоматизовані системи, такі як станції, устаткування, компоненти устаткування, допоміжне устаткування, перетворювачі частоти, комутаційне устаткування і так далі, з системами контролю стану для обертальних машин, системами програмного забезпечення підтримки у справному стані, ведення процесу роботи, планування підприємства і так далі. Відповідна винаходу система контролю і діагностики забезпечує можливість актуальної підтримки ведення процесу виробництва, особливо також підтримка у справному стані у відповідності із базованими на стані і попереджувальними стратегіями ведення процесу виробництва і підтримки у справному стані. Система контролю і діагностики системи енергетичних машин для текучих середовищ включає, зокрема, стандартизовані двонаправлені інтерфейси для комунікації з підсистемами і компонентами устаткування, наприклад, для передачі даних і сигналів тривог. Система контролю і діагностики надає відповідні інтерфейси і протоколи, зокрема, ТСР/ІР-протоколи, шинні системи Profibus, Feldbus, Modbus, безпосередні аналогові кабельні з'єднання і так далі. Збір даних і збереження даних здійснюється в запам'ятовуючому пристрої центрального 6 UA 109441 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 обчислювального пристрою або в банках даних. Це здійснюється або онлайн і в реальному часі, або при керуванні подіями з узгодженими частотами вибірки в системі контролю і діагностики. Обробка зібраних і оснащених тимчасовими мітками даних і сигналів тривог для аналізу і для діагностики здійснюється на основі тимчасових рядів, моделей процесу, спеціальних параметрів і так далі в системі контролю і діагностики. Крім того, в запам'ятовуючому пристрої центрального обчислювального пристрою системи контролю і діагностики здійснюється архівація зібраних тимчасових рядів для аналізу і діагностики. Система контролю і діагностики, крім того, забезпечує можливість підтримуваного додатком аналізу тимчасових рядів, що архівуються, і сигналів тривог для діагностики також порівняно з режимами роботи, що архівуються. Через сенсорні елементи може здійснюватися безпосередній доступ до актуальних параметрів, особливо, що стосується станів і ефективності устаткування. Система контролю і діагностики, крім того, виконана з можливістю автоматичного формування електронних телеграм для персоналу локального і/або дистанційного технічного обслуговування і сервісного персоналу, а також для електронних систем ведення процесу виробництва за допомогою системи контролю і діагностики. Електронна система контролю і діагностики забезпечує можливість як локального, так і дистанційного доступу. Наприклад, система контролю і діагностики, що охоплює підсистеми, забезпечує можливість актуального і узгодженого за часом аналізу і архівації даних стану, джерелом яких є механічна лінія, перетворювач частоти, мережа енергопостачання і так далі. Цей аналіз і діагностика здійснюються або локально, або за допомогою дистанційного технічного обслуговування. Якщо потрібно, можлива повна інтеграція, виходячи з конфігурації інтерфейсів, систем контролю стану і інтеграція спеціальних додатків у систему контролю і діагностики. Система безперервного дистанційного або локального контролю і діагностики для системи енергетичних машин для текучих середовищ, таких як насосні або компресорні системи з електроприводом, забезпечує можливість охоплюючої підсистеми цілісної діагностики відповідного устаткування і компонентів устаткування. Істотні ознаки і переваги системи контролю і діагностики для системи енергетичних машин для текучих середовищ, особливо для насосних і компресорних систем з електроприводом, включають таке: a) Надання необхідних інтерфейсів і протоколів для інтеграції вищезазначених підсистем, включаючи допоміжне устаткування. Тим самим не потрібні жодні проприєтарні, пов'язані з високими витратами, підстроювання. b) Збір і узгоджена реєстрація релевантних даних, інформації і сигналів тривог від автоматизованих систем підсистем або безпосередньо від підсистем. Тим самим забезпечується тимчасова узгодженість для визначення причини і дії, і надається класифікація інформації також з випередженням випадку несправності. В цілому, за рахунок цього істотно скорочуються час аналізу/діагностики і витрати. c) Архівація релевантних даних і сигналів тривоги незалежно від можливостей і обмежень підсистем. Тим самим створюється можливість порівняння з архівними даними для устаткування. Це необхідно для розробки базованих на моделюванні додатків діагностики. d) Діагностика для одержання рекомендації або сповіщення на узгодженій системній основі, наприклад, тимчасовій осі, режимів роботи і способів роботи устаткування, за допомогою аналізу і взаємної кореляції підсистем і даних і сигналів тривог допоміжного устаткування разом з системами ведення процесу виробництва і підтримки у справному стані. Це забезпечує можливість цілісного контролю стану і базованої на станах класифікації системи енергетичних машин для текучих середовищ або насосної або компресорної системи, а також окремих компонентів устаткування. Розраховуються поточні залежні від стану параметри, і забезпечується базована на стані випереджувальна підтримка у справному стані. є) Аналіз стану устаткування і компонентів устаткування за допомогою оцінки, що спирається на модель, з урахуванням архівних сценаріїв роботи і несправностей. Залучення моделей діагностики для контролю стану забезпечує можливість кодування знань про устаткування і безперервного узгодженого застосовування. f) Система контролю і діагностики утворює центральний відправний пункт для локального і/або дистанційного технічного обслуговування і підтримки у справному стані для всіх релевантних підсистем устаткування і компонентів устаткування. Діагностика може проводитися при мінімальних витратах часу і засобів, зокрема, в аспекті життєвого циклу системи діагностики. 7 UA 109441 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 д) Інтегрований цілісний аналіз і діагностика критичних механічних, електричних, приладовотехнічних, автоматизованих компонентів насосної і компресорної системи, включаючи допоміжне устаткування. Базований на стані контроль лише насосної і компресорної лінії, як відомо з рівня техніки, хоча і може заздалегідь прогнозувати пошкодження підшипників, що намічаються, проте, природно, обмежується цією лінією і не може враховувати аномальні стани в самому процесі, в електричній мережі енергопостачання або в допоміжному устаткуванні. Тут відповідна винаходу система контролю і діагностики виконує цілісний всеосяжний аналіз і класифікацію, а також контроль мережевих перешкод, рівнів охолоджувача, забруднень фільтру, закупорювань трубопроводів і так далі, щоб профілактично уникати відмов устаткування, які продовжуються і здатні викликати неприємності. За допомогою безперервного цілісного контролю і класифікації систем значно розширюється знання про поточний стан системи енергетичних машин для текучих середовищ, включаючи підсистеми і компоненти устаткування. Наприклад, порівняння і кореляція режимів і періодів роботи з готовністю і надійністю компонентів устаткування забезпечує можливість безперервної актуалізації середнього вільного від перешкод часу роботи і критеріїв відмови. Система енергетичних машин для текучих середовищ, зокрема, насосна система, включає, зокрема, робочу машину, таку як насос, щонайменше одну сполучну муфту для валів, щонайменше один електричний мотор, щонайменше один перетворювач частоти і щонайменше одну трансформаторну підстанцію. Крім того, може інтегруватися допоміжне устаткування, наприклад, системи змащування, системи продувального повітря, системи охолодження, наприклад, для перетворювача частоти. Робоча машина керується і регулюється за допомогою керувального блоку, зокрема блоку контролю устаткування, системи контролю і діагностики. Разом з цим існують дискретні блоки регулювання для компонентів устаткування, таких як мотор, перетворювач частоти, комутаційне устаткування і інше допоміжне устаткування. Ці підсистеми видають релевантні дані і інформацію для системи контролю і діагностики. Як інші джерела даних і інформації можуть, крім того, надаватися електронний журнал реєстрації оператора устаткування і системи ведення процесу виробництва і керування підприємством, наприклад, для підтримки у справному стані. Наступні виміряні значення, дані, сигнали тривоги, інтерфейси, без обмеження вказаним, подаються на відповідну винаходу систему контролю і діагностики: a) Від трансформаторної підстанції: напруга і струми (на первинній/вторинній стороні) і/або фазові кути. Крім того, повідомлення тривог, несправності, стани комутаційного устаткування, компенсаторів реактивної потужності, трансформаторів і/або гармонійних фільтрів. b) Від перетворювача частоти: напруга і вищі гармоніки напруги, струми і вищі гармоніки струму, ефективні значення струму і напруги, фазові кути, потужності, що здаються, реактивні, дійсні, обертальні моменти, числа обертів (фактичне і задане значення), ккд перетворювача і/або повідомлення тривоги, несправності, стани системи перетворювача частоти. c) Від блоку керування мотором: напруга, струми, фазові кути, потужності, що здаються, реактивні, дійсні, обертальні моменти, ккд мотора, температури обмоток, повідомлення тривоги, несправності, стани мотора. d) Від засобу контролю стану обертальної машини: температури підшипників, температури корпусу, дані коливань для радіальних і осьових коливань і/або повідомлення тривоги, несправності, стани. є) Від допоміжного устаткування: температури, тиски або рівні охолоджувача, температури навколишнього повітря, диференціальні тиски фільтрів, тиски змащувального масла, витрати допоміжного засобу і/або повідомлення тривоги, несправності, стани. f) Від блоку керування устаткування: витрати текучого середовища, температури процесу, тиски процесу, якості процесу і/або повідомлення тривоги, несправності, стани. д) Від журналу реєстрації оператора: режими роботи, спостереження і записи оператора устаткування, аномальні умови роботи і устаткування, системи підтримки у справному стані, інтервали, розпорядження, керівництво по технічному обслуговуванню, планування персоналу технічного обслуговування і запасних частин, технічні паспорти компонентів устаткування, пристроїв і машин і/або технічні креслення і керівництва. h) Інтерфейси даних, причому передача даних між підсистемами може здійснюватися як синхронно, так і асинхронно. Передача даних може здійснюватися по кабелю (4-20 мА), через Ethernet, шини Profibus, Feldbus і/або Modbus. Передача даних може здійснюватися також безпровідним способом. Відповідна винаходу система контролю і діагностики переважним чином надає функціональність дистанційного технічного обслуговування за допомогою платформи 8 UA 109441 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 дистанційного технічного обслуговування. Описувана система контролю і діагностики збирає ι реєструє релевантні дані або сигнали тривог з дискретних підсистем і компонентів устаткування. За необхідністю, в систему контролю і діагностики можуть також вводитися додаткові підсистеми. Описувана система контролю і діагностики аналізує, корелює, порівнює, генерує діаграми, а також індикатори діагностики, зокрема, охоплюючі підсистеми, з порогами сигналів тривоги і попереджень. При перевищенні або спаді нижче певних порогових значень система контролю і діагностики ініціює свої власні попередження і тривоги і видає електронні телеграми, наприклад, для інформування операторів устаткування, персоналу підтримки у справному стані або персоналу технічного обслуговування або для введення в системи ведення процесів виробництва і керування підприємством. Крім того, описувана система контролю і діагностики забезпечує можливість класифікації стану устаткування на основі емпіричних таблиць. Якщо, наприклад, ккд насоса знизився нижче за нижнє порогове значення, то з таких емпіричних таблиць виводяться вірогідні технологічні, механічні, електричні або пов'язані з технікою автоматизації причини, і видаються і плануються відповідні дії з підтримки у справному стані. Винахід і його варіанти здійснення, а також їх переваги далі пояснюються детальніше із посиланнями на креслення, на яких схемно показане таке: Фіг. 1 - система енергетичних машин для текучих середовищ з системою локального і дистанційного контролю і діагностики, яка виконана згідно з відповідним винаходу конструкційним принципом, Фіг. 2 - система контролю і діагностики системи енергетичних машин для текучих середовищ, причому система контролю і діагностики виконана згідно з відповідним винаходу конструкційним принципом, Фіг. 3 - структурне представлення системи контролю і діагностики на прикладі електричної насосної системи, Фіг. 4 - тимчасова характеристика приведеного для прикладу параметра з порогами попередження і тривоги. Фіг. 5 - приклад таблиці відповідності для класифікації причин несправності. Елементи з однаковими функціями і способом дій мають на фіг. 1-5 однакові посилальні позиції. На фіг. 1 схемно представлена система енергетичних машин для текучих середовищ 30 з системою 1 локального і дистанційного контролю і діагностики, яка виконана згідно з відповідним винаходу конструкційним принципом. Система 1 локального і дистанційного контролю і діагностики системи енергетичних машин для текучих середовищ 30, такої як насосна або компресорна система з електроприводом, інтегрує і доповнює існуючі підсистеми, як, наприклад, автоматизовані системи 18, допоміжне устаткування 16, станції і устаткування 19 і компоненти устаткування, такі як перетворювач 14 частот, комутаційне устаткування або трансформаторні підстанції 13, блоки 15 керувань моторами і так далі, з системами 17 контролю стану для обертальних машин, системами підтримки у справному стані 25, системами 21 програмного забезпечення планування ведення процесу виробництва, керування підприємством і так далі. Відповідна винаходу система 1 контролю і діагностики забезпечує можливість актуальної підтримки ведення процесу виробництва, особливо, також підтримка в справному стані в аспекті базованих на стані і попереджувальних стратегій ведення процесу виробництва і підтримки у справному стані. Система 1 контролю і діагностики системи енергетичних машин для текучих середовищ 30 включає, зокрема, стандартизовані двонаправлені інтерфейси 3 для комунікації з підсистемами 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 25, 26 і компонентами 13, 14, 15, 23, 24 устаткування, наприклад, для передачі даних і сигналів тривог. Відповідні інтерфейси і протоколи, зокрема, ТСР/ІР-протоколи, шини Profibus, Feldbus, Modbus, а також безпосередні аналогові кабельні з'єднання і так далі надаються системою 1 контролю і діагностики. Збір даних і збереження даних здійснюється у запам'ятовуючому пристрої 5 центрального обчислювального блоку 2 або в банках даних. Це здійснюється або онлайн і в реальному часі, або при керуванні подіями з узгодженими частотами вибірки в системі 1 контролю і діагностики. Обробка зібраних і оснащених тимчасовими мітками даних і сигналів тривог для аналізу і для діагностики здійснюється на основі тимчасових рядів, моделей процесу, спеціальних параметрів і так далі в системі 1 контролю і діагностики. Крім того, у запам'ятовуючому пристрої 5 центрального обчислювального блоку 2 системи 1 контролю і діагностики здійснюється архівація зібраних тимчасових рядів для аналізу і діагностики. Система 1 контролю і діагностики, крім того, забезпечує можливість підтримуваного додатком аналізу тимчасових рядів, що архівуються, і 9 UA 109441 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 сигналів тривог для діагностики також у порівнянні з режимами роботи, що архівуються. Через сенсорні елементи може здійснюватися безпосередній доступ до актуальних параметрів, особливо, що стосується станів і ефективності устаткування. Система 1 контролю і діагностики, крім того, виконана з можливістю автоматичного формування електронних телеграм для локального і/або дистанційного персоналу технічного обслуговування і сервісного персоналу, а також для електронних систем 21 ведення процесу виробництва за допомогою системи 1 контролю і діагностики. Електронна система 1 контролю і діагностики забезпечує можливість як локального, так і дистанційного доступу. Наприклад, система 1 контролю і діагностики, що охоплює підсистеми, забезпечує можливість актуального і узгодженого за часом аналізу і архівації даних стану, джерелом яких є механічна лінія 23, перетворювач 13 частот, мережа 26 енергопостачань і так далі. Цей аналіз і діагностика здійснюються або локально, або за допомогою дистанційного технічного обслуговування. Якщо потрібно, можлива повна інтеграція, виходячи з конфігурації інтерфейсів, систем 17 контролю стану і інтеграція спеціальних застосувань у систему 1 контролю і діагностики. На фіг. 2 схемно представлена система 1 контролю і діагностики системи енергетичних машин для текучих середовищ 30, причому система 1 контролю і діагностики виконана згідно з відповідним винаходу конструкційним принципом. Система 1 контролю і діагностики містить центральний обчислювальний блок 2. Крім того, передбачений керувальний пристрій 5 для керування сенсорними елементами. Крім того, передбачений запам'ятовуючий пристрій 6 для зберігання визначених сенсорними елементами даних стану відповідних підсистем 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 25, 26 і відповідних компонентів 13, 14, 15, 23, 24 устаткування, а також для зберігання порівняльних даних для експлуатації системи енергетичних машин для текучих середовищ. Також передбачений компараторний блок 7 для порівняння визначених даних стану відповідної підсистеми або відповідного компонента устаткування з визначеними пороговими значеннями для кожної підсистеми і кожного компонента устаткування. Система 1 контролю і діагностики має також індикаторний пристрій 8 для індикації визначених даних стану відповідної підсистеми або відповідного компонента устаткування, а також для індикації сигналу тривоги при спаді нижче або перевищенні порогового значення у підсистемі або компоненті устаткування. На фіг. З показано структурне представлення системи 1 контролю і діагностики на прикладі електричної насосної системи 30. Система енергетичних машин для текучих середовищ 30 містить, зокрема, робочу машину 23, таку як насос або компресор, щонайменше одну сполучну муфту для валів, при необхідності, з коробкою передач з постійним або змінним передавальним коефіцієнтом 27, щонайменше один електричний мотор 15, щонайменше один перетворювач 14 частот і щонайменше одну трансформаторну підстанцію 13. Крім того, можуть передбачатися допоміжні устаткування, як, наприклад, системи змащування, системи продувального повітря, системи охолоджування, наприклад, для перетворювача 14 частот. Робоча машина 23 керується і регулюється за допомогою блоку 5 керувань, зокрема, блоку керування устаткуванням, системи 1 контролю і діагностики. Разом з цим існують дискретні блоки регулювання для компонентів устаткування, таких як мотор 15, перетворювач 14 частот, комутаційне устаткування або трансформаторна підстанція 13 і інше допоміжне устаткування. Ці підсистеми видають релевантні дані і інформацію для системи 1 контролю і діагностики. Як інші джерела даних і інформації можуть, крім того, надаватися електронний журнал 20 реєстрацій оператора устаткування і системи 21 ведення процесу виробництва і керування підприємством, наприклад, для підтримки у справному стані. Наступні виміряні значення, дані, сигнали тривоги, інтерфейси, без обмеження вказаним, подаються на відповідну винаходу систему контролю і діагностики: а) Від трансформаторної підстанції 13: напруга і струми (на первинній/вторинній стороні) і/або фазові кути. Крім того, повідомлення тривог, несправності, стани комутаційного устаткування, компенсаторів реактивної потужності, трансформаторів і/або гармонійних фільтрів. b) Від перетворювача 14 частот: напруга і вищі гармоніки напруги, струми і вищі гармоніки струму, ефективні значення струму і напруги, фазові кути, потужності, що здаються, реактивні і дійсні, обертальні моменти, числа обертів (фактичне і задане значення), ккд перетворювача і/або повідомлення тривоги, несправності, стани системи перетворювача частоти. c) Від мотора 15 і відповідного блоку керування мотором: напруги, струми, фазові кути, потужності, що здаються, реактивні і дійсні, обертальні моменти, ккд мотора, температури обмоток, повідомлення тривоги, несправності, стани мотора. 10 UA 109441 C2 5 10 15 20 25 d) Від засобу контролю 17 станів обертальної машини 22: температури підшипників, температури корпусу, дані коливань для радіальних і осьових коливань і/або повідомлення тривоги, несправності, стани. є) Від не показаного допоміжного устаткування: температури, тиски або рівні охолоджувача, температури навколишнього повітря, диференціальні тиски фільтрів, тиски змащувального масла і/або повідомлення тривоги, несправності, стани. f) Від блоку керування устаткування насоса 23: витрати текучого середовища, температури процесу, тиску процесу, якості процесу і/або повідомлення тривоги, несправності, стани. д) Від журналу 20 реєстрацій оператора: режими роботи, спостереження і записи оператора устаткування, аномальні умови роботи і устаткування, системи підтримки у справному стані, інтервали, розпорядження, керівництво по технічному обслуговуванню, планування персоналу технічного обслуговування і запасних частин, технічні паспорти компонентів устаткування, пристроїв і машин і/або технічні креслення і керівництво. Фіг. 4 схемно показує тимчасову характеристику приведеного для прикладу параметра KDI з порогами попередження і тривоги. При перевищенні або спаді нижче визначуваного порогового значення система 1 контролю і діагностики виробляє власні попередження і сигнали тривог і генерує електронні телеграми, наприклад, для інформування операторів устаткування, персоналу підтримки у справному стані або персоналу технічного обслуговування або для введення в системи ведення процесів виробництва і керування підприємством. Крім того, описана система 1 контролю і діагностики забезпечує можливість класифікації стану устаткування системи енергетичних машин для текучих середовищ 30 на основі емпіричних таблиць, як показано на фіг. 5. Якщо, наприклад, ккд насоса 23 знизився нижче за порогове значення, то з таких емпіричних таблиць виводяться вірогідні технологічні, механічні, електричні або пов'язані з технікою автоматизації причини, і видаються і плануються відповідні дії з підтримки у справному стані. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 30 35 40 45 50 55 60 1. Система (1) контролю і діагностики системи (30) енергетичних машин для текучих середовищ, причому система енергетичних машин для текучих середовищ (30) містить множину різних підсистем (16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 25, 26) і компонентів (13, 14, 15, 23, 24) устаткування, яка відрізняється тим, що система (1) контролю і діагностики містить центральний обчислювальний блок (2), кожна підсистема (16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 25, 26) і кожен компонент (13, 14, 15, 23, 24) устаткування через стандартизовані двонаправлені інтерфейси (3) і через одну або більше ліній (4) передачі даних сполучені з центральним обчислювальним блоком (2) для передачі даних, кожна підсистема (16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 25, 26) і кожен компонент (13, 14, 15, 23, 24) устаткування має щонайменше один сенсорний елемент для визначення даних стану відповідної підсистеми (16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 25, 26) і відповідного компонента (13, 14, 15, 23, 24) устаткування, передбачений щонайменше один керувальний пристрій (5) для керування сенсорними елементами, передбачений запам'ятовуючий пристрій (6) для зберігання визначених даних стану відповідної підсистеми (16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 25, 26) і відповідного компонента (13, 14, 15, 23, 24) устаткування, а також для зберігання порівняльних даних для функціонування системи енергетичних машин для текучих середовищ (30), передбачений компараторний блок (7) для порівняння визначених даних стану відповідної підсистеми (16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 25, 26) і відповідного компонента (13, 14, 15, 23, 24) устаткування з визначеними пороговими значеннями для кожної підсистеми (16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 25, 26) і кожного компонента (13, 14, 15, 23, 24) устаткування, і передбачений індикаторний пристрій (8) для індикації визначених даних стану відповідної підсистеми (16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 25, 26) і відповідного компонента (13, 14, 15, 23, 24) устаткування, а також для індикації тривоги при спаді нижче або перевищенні порогового значення в підсистемі (16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 25, 26) або компоненті (13, 14, 15, 23, 24) устаткування. 2. Система (1) контролю і діагностики за п. 1, яка відрізняється тим, що центральний обчислювальний блок (2) має кабельні або безпровідні інтерфейси для локального і дистанційного керування центральним обчислювальним блоком (2). 3. Система (1) контролю і діагностики щонайменше за одним з попередніх пп. 1 або 2, яка відрізняється тим, що для передачі даних між відповідними підсистемами (16, 17, 18, 19, 20, 11 UA 109441 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 21, 22, 25, 26), а також відповідними компонентами (13, 14, 15, 23, 24) устаткування і центральним обчислювальним блоком (2) передбачені інтернет-протоколи, шлюзи і шинні системи. 4. Система (1) контролю і діагностики щонайменше за одним з попередніх пп. 1-3, яка відрізняється тим, що щонайменше один керувальний пристрій (5) для керування сенсорними елементами сполучений з центральним обчислювальним блоком (2). 5. Система (1) контролю і діагностики щонайменше за одним з попередніх пп. 1-4, яка відрізняється тим, що компараторний блок (7) має пристрій (9) аналізу для аналізу визначених даних стану щонайменше однієї підсистеми (16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 25, 26) або щонайменше одного компонента (13, 14, 15, 23, 24) устаткування відносно інших підсистем (16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 25, 26) або компонентів (13, 14, 15, 23, 24) устаткування системи енергетичних машин для текучих середовищ (30). 6. Система (1) контролю і діагностики щонайменше за одним з попередніх пп. 1 або 5, яка відрізняється тим, що індикаторний пристрій (8) виконаний з можливістю акустичної і оптичної індикації тривоги. 7. Система (1) контролю і діагностики щонайменше за одним з попередніх пп. 1-6, яка відрізняється тим, що обчислювальний блок виконаний з можливістю видачі електронних телеграм. 8. Система енергетичних машин для текучих середовищ (30) з системою (1) контролю і діагностики, яка виконана згідно із щонайменше одним з попередніх пп. 1-7, причому система енергетичних машин для текучих середовищ (30) має множину різних підсистем (16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 25, 26) і компонентів (13, 14, 15, 23, 24) устаткування, причому кожна підсистема (16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 25, 26) і кожен компонент (13, 14, 15, 23, 24) устаткування має щонайменше один сенсорний елемент для визначення даних стану відповідної підсистеми (16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 25, 26) і відповідного компонента (13, 14, 15, 23, 24) устаткування. 9. Система енергетичних машин для текучих середовищ (30) за п. 8, яка відрізняється тим, що система енергетичних машин для текучих середовищ (30) містить енергетичну машину для текучих середовищ (23), сполучну муфту (27) для валів, електричний мотор (15) з блоком керування мотором, перетворювач (14) частоти і трансформаторну підстанцію (13). 10. Система енергетичних машин для текучих середовищ (30) за п. 9, яка відрізняється тим, що система енергетичних машин для текучих середовищ (30) містить систему змащування, систему продувального повітря і щонайменше одну систему охолодження. 11. Спосіб контролю і діагностики системи енергетичних машин для текучих середовищ (30), причому система енергетичних машин для текучих середовищ (30) має множину різних підсистем (16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 25, 26) і компонентів (13, 14, 15, 23, 24) устаткування, за допомогою системи (1) контролю і діагностики, яка виконана згідно із щонайменше одним з попередніх пп. 1-7. 12. Спосіб контролю і діагностики системи енергетичних машин для текучих середовищ (30) за п. 11, який відрізняється тим, що центральний обчислювальний блок (2) через стандартизовані двонаправлені інтерфейси (3) і через одну або більше ліній (4) передачі даних здійснює комунікацію з кожною підсистемою (16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 25, 26) і кожним компонентом (13, 14, 15, 23, 24) устаткування, причому щонайменше один сенсорний елемент відповідних підсистем (16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 25, 26), а також відповідних компонентів (13, 14, 15, 23, 24) устаткування керується щонайменше одним керувальним пристроєм (5), який сполучений з центральним обчислювальним блоком (2), для визначення даних стану відповідної підсистеми (16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 25, 26) і відповідних компонентів (13, 14, 15, 23, 24) устаткування, визначені відповідними сенсорними елементами дані стану відповідних підсистем (16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 25, 26) і відповідних компонентів (13, 14, 15, 23, 24) устаткування, а також порівняльні дані для функціонування системи енергетичних машин для текучих середовищ (30) зберігаються у запам'ятовувальних пристроях (6), компараторний блок (7) порівнює визначені дані стану відповідної підсистеми (16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 25, 26) і відповідного компонента (13, 14, 15, 23, 24) устаткування з визначеними пороговими значеннями для кожної підсистеми (16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 25, 26) і кожного компонента (13, 14, 15, 23, 24) устаткування, і індикаторний пристрій (8) відображає визначені дані стану відповідної підсистеми (16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 25, 26) і відповідного компонента (13, 14, 15, 23, 24) устаткування, а також сигнал тривоги при спаді нижче або перевищенні порогового значення в підсистемі (16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 25, 26) або компоненті (13, 14, 15, 23, 24) устаткування. 60 12 UA 109441 C2 13 UA 109441 C2 14 UA 109441 C2 15 UA 109441 C2 Комп’ютерна верстка І. Скворцова Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 16
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюMonitoring and diagnostic system for a fluid energy machine system and fluid energy machine system
Автори англійськоюKloeppner, Gerd
Автори російськоюКлёппнер Герд
МПК / Мітки
МПК: G05B 23/02, G05B 19/418, G06F 11/30
Мітки: енергетичних, машин, середовищ, діагностики, контролю, також, система, текучих, системі
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/18-109441-sistema-kontrolyu-i-diagnostiki-sistemi-energetichnikh-mashin-dlya-tekuchikh-seredovishh-a-takozh-sistema-energetichnikh-mashin-dlya-tekuchikh-seredovishh.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Система контролю і діагностики системи енергетичних машин для текучих середовищ, а також система енергетичних машин для текучих середовищ</a>
Попередній патент: Спосіб отримання 5-заміщених-8-алкокси[1,2,4]триазоло[1,5-c]піримідин-2-амінів
Наступний патент: Підлога для рейкового транспортного засобу
Випадковий патент: Спосіб визначення та обмеження динамічних навантажень при роботі тракторного агрегату