Пристрій для діагностики технічного стану технологічних агрегатів

Пристрій для діагностики технічного стану технологічних агрегатів, який містить первинні перетворювачі параметрів технічного стану робочих вузлів технологічного агрегата, блок первинної обробки сигналів технічного стану робочих вузлів технологічного агрегата, блок фільтрів сигналів технічного стану робочих вузлів технологічного агрегата, блок порівняння, блок введення уставок граничних значень параметрів технічного стану робочих вузлів технологічного агрегата і нормативно-довідкових даних та блок індикації та реєстрації параметрів технічного стану технологічного агрегата та його робочих вузлів, при цьому первинні перетворювачі параметрів технічного стану робочих вузлів технологічного агрегата з'єднані з входом блока первинної обробки сигналів параметрів технічного стану робочих вузлів технологічного агрегата, вихід якого з'єднаний з входом блока фільтрів сигналів технічного стану робочих вузлів технологічного агрегата, вихід блока фільтрів з'єднаний з першим входом блока порівняння, другий вхід якого з'єднаний з блоком введення уставок граничних значень параметрів технічного стану робочих вузлів технологічного агрегата і нормативно-довідкових даних, вихід блока порівняння з'єднаний з першим входом блока індикації та ре 2 (19) 1 3 77463 4 з'єднаний з блоком введення уставок граничних граничного значення з'єднані відповідно з виходом значень параметрів технічного стану робочих вузблока порівняння і виходом блока визначення пролів технологічного агрегата і нормативногнозованого значення швидкості зміни параметрів довідкових даних, вихід блока визначення швидкотехнічного стану робочих вузлів технологічного сті зміни параметрів технічного стану робочих вузагрегата, а вихід блока визначення прогнозованого лів технологічного агрегата залежно від їх величизначення швидкості зміни параметрів технічного ни і напрацювання робочими вузлами стану робочих вузлів технологічного агрегата, витехнологічного агрегата з'єднаний з другим входом хід блока визначення поточного значення швидкоблока визначення прогнозованого значення швидсті і прискорення зміни параметрів технічного стакості зміни параметрів технічного стану робочих ну робочих вузлів технологічного агрегата і вихід вузлів технологічного агрегата, третій вхід якого блока визначення часу до досягнення діагностичз'єднаний з виходом блока визначення поточного ними параметрами граничного значення з'єднані значення швидкості і прискорення зміни параметвідповідно з третім, четвертим і п'ятим входами рів технічного стану робочих вузлів технологічного блока індикації та реєстрації параметрів технічного агрегата, перший і другий входи блока визначення стану технологічного агрегата та його робочих часу до досягнення діагностичними параметрами вузлів. Винахід відноситься до області автоматизації контролю технічного стану обладнання і може бути використаний в автоматизованих системах діагностики обладнання технологічних агрегатів. Відомий пристрій для діагностики технічного стану технологічних агрегатів, який містить в собі первинні перетворювачі параметрів технічного стану робочих вузлів технологічного агрегата, блок первинної обробки сигналів технічного стану робочих вузлів технологічного агрегата, блок фільтрів сигналів технічного стану робочих вузлів технологічного агрегата, блок порівняння, блок введення уставок граничних значень параметрів технічного стану робочих вузлів технологічного агрегата і нормативно-довідкових даних, блок індикації та реєстрації параметрів технічного стану агрегата та його вузлів, при цьому первинні перетворювачі параметрів технічного стану робочих вузлів технологічного агрегата з'єднані з входом блоку первинної обробки сигналів параметрів технічного стану робочих вузлів технологічного агрегата, вихід цього блоку з'єднаний з входом блоку фільтрів сигналів технічного стану робочих вузлів технологічного агрегата, вихід блоку фільтрів з'єднаний з першим входом блоку порівняння, другий вхід якого з'єднаний з блоком введення уставок граничних значень параметрів технічного стану робочих вузлів технологічного агрегата, вихід блоку порівняння з'єднаний з блоком індикації та реєстрації параметрів технічного стану технологічного агрегата і його робочих вузлів [А. c. СPСР №1193467, кл. G01H1/00). Пристрій фіксує момент досягнення діагностичним параметром граничного значення і сигналізує про виникнення аварійної ситуації. Недоліком даного відомого пристрою є те, що з його допомогою неможливо визначити швидкість зростання діагностичного параметру з врахуванням наробітку робочими вузлами технологічного агрегата і інтенсивності їх експлуатації, а значить завчасно вирахувати час до досягнення діагностичним параметром граничного значення (виникнення аварійної ситуації), тобто визначити залишковий ресурс робочих вузлів технологічного агрегата. За мету даного винаходу поставлена задача розширити функціональні можливості відомого пристрою, а саме додатково реалізувати функції вимірювання наробітку з початку експлуатації робочими вузлами технологічного агрегата, визначення прогнозованого значення швидкості зростання діагностичного параметра з врахуванням наробітку і інтенсивності роботи технологічного агрегата з початку експлуатації і, на їх основі - визначення залишкового часу роботи технологічного агрегата до моменту перевищення діагностичними параметрами граничного значення. Поставлена задача вирішується тим, що в пристрій для діагностики технічного стану технологічних агрегатів, який містить в собі первинні перетворювачі параметрів технічного стану робочих вузлів технологічного агрегата, блок первинної обробки сигналів технічного стану робочих вузлів технологічного агрегата, блок фільтрів сигналів технічного стану робочих вузлів технологічного агрегата, блок порівняння, блок введення уставок граничних значень параметрів технічного стану робочих вузлів технологічного агрегата і нормативно-довідкових даних, блок індикації та реєстрації параметрів технічного стану технологічного агрегата та його робочих вузлів, при цьому первинні перетворювачі параметрів технічного стану робочих вузлів технологічного агрегата з'єднані з входом блоку первинної обробки сигналів параметрів технічного стану робочих вузлів технологічного агрегата, вихід цього блоку з'єднаний з входом блоку фільтрів сигналів технічного стану робочих вузлів технологічного агрегата, вихід блоку фільтрів з'єднаний з першим входом блоку порівняння, другий вхід якого з'єднаний з блоком введення уставок граничних значень параметрів технічного стану робочих вузлів технологічного агрегата і нормативнодовідкових даних, вихід блоку порівняння з'єднаний з першим входом блоку індикації та реєстрації параметрів технічного стану технологічного агрегата і його робочих вузлів, до 5 77463 6 датково введені блок вимірювання наробітку рошвидкості і прискорення зміни параметрів бочими вузлами технологічного агрегата, генератехнічного стану робочих вузлів технологічного тор імпульсів часових інтервалів, блок визначення агрегата і вихід блоку визначення часу до досягпрогнозованого значення швидкості зміни нення діагностичними параметрами граничного параметрів технічного стану робочих вузлів значення з'єднані, відповідно, з третім, четвертим і технологічного агрегата, блок визначення поточноп'ятим входами блоку індикації та реєстрації го значення швидкості і прискорення зміни параметрів технічного стану технологічного агрепараметрів технічного стану робочих вузлів гата і його робочих вузлів. технологічного агрегата, блок визначення На Фіг.1 приведена блок-схема пристрою для швидкості зміни параметрів технічного стану рободіагностики технічного стану технологічного агречих вузлів технологічного агрегата в залежності від гата. їх величини і наробітку робочими вузлами Пристрій містить в собі первинні технологічного агрегата, блок визначення часу до перетворювачі 1 параметрів технічного стану родосягнення діагностичними параметрами граничбочих вузлів технологічного агрегата, блок 2 ного значення, при цьому перший вхід блоку первинної обробки сигналів технічного стану робовимірювання наробітку робочих вузлів чих вузлів технологічного агрегата, блок 3 фільтрів технологічного агрегата з'єднаний з виходом блоку сигналів технічного стану робочих вузлів фільтрів сигналів параметрів технічного стану ротехнологічного агрегата, блок 4 порівняння, блок 5 бочих вузлів технологічного агрегата, другий вхід введення уставок граничних значень параметрів блоку вимірювання наробітку з'єднаний з виходом технічного стану робочих вузлів технологічного генератора імпульсів часових інтервалів, вихід агрегата і нормативно-довідкових даних, блок 6 блоку вимірювання наробітку з'єднаний з другим індикації та реєстрації параметрів технічного стану входом блоку індикації та реєстрації параметрів технологічного агрегата та його вузлів, блок 7 технічного стану технологічного агрегата та його вимірювання наробітку робочими вузлами робочих вузлів, вихід блоку фільтрів сигналів технологічного агрегата, генератор 8 імпульсів технічного стану робочих вузлів технологічного часових інтервалів, блок 9 визначення прогнозоагрегата з'єднаний з першими входами блоку виваного значення швидкості зміни параметрів значення поточного значення швидкості і прискотехнічного стану робочих вузлів технологічного рення зміни параметрів технічного стану робочих агрегата, блок 10 визначення поточного значення вузлів технологічного агрегата і блоку визначення швидкості і прискорення зміни параметрів швидкості зміни параметрів технічного стану роботехнічного стану робочих вузлів технологічного чих вузлів технологічного агрегата в залежності від агрегата, блок 11 визначення швидкості зміни їх величини і наробітку робочими вузлами параметрів технічного стану робочих вузлів технологічного агрегата, вихід генератора технологічного агрегата в залежності від їх велиімпульсів часових інтервалів з'єднаний з другим чини і наробітку робочих вузлів технологічного входом блоку визначення поточного значення агрегата, блок 12 визначення часу до досягнення швидкості і прискорення зміни параметрів діагностичними параметрами граничного значентехнічного стану робочих вузлів технологічного ня. При цьому первинні перетворювачі 1 агрегата, з першим входом блоку визначення пропараметрів технічного стану робочих вузлів гнозованого значення швидкості зміни параметрів технологічного агрегата з'єднані з входом блоку 2 технічного стану робочих вузлів технологічного первинної обробки сигналів параметрів технічного агрегата, з другим входом блоку визначення стану робочих вузлів технологічного агрегата, швидкості зміни параметрів в залежності від їх вихід блоку 2 з'єднаний з входом блоку 3 фільтрів величини і наробітку, третій вхід цього блоку сигналів технічного стану робочих вузлів з'єднаний з другим виходом блока введення устатехнологічного агрегата, вихід блоку 3 фільтрів вок граничних значень параметрів і нормативноз'єднаний з першим входом блоку 4 порівняння, довідкових даних, вихід блоку визначення другий вхід якого з'єднаний з блоком 5 введення швидкості зміни параметрів в залежності від їх уставок граничних значень параметрів технічного величини і наробітку робочими вузлами стану робочих вузлів технологічного агрегата і технологічного агрегата з'єднаний з другим входом нормативно-довідкових даних, вихід блоку блоку визначення прогнозованого значення порівняння 4 з'єднаний з першим входом блоку б швидкості зміни параметрів технічного стану робоіндикації та реєстрації параметрів технічного стану чих вузлів технологічного агрегата, третій вхід цьоагрегата та його робочих вузлів. го блоку з'єднаний з виходом блоку визначення Окрім того, перший вхід блоку 7 вимірювання поточного значення швидкості і прискорення зміни наробітку робочих вузлів технологічного агрегата параметрів технічного стану технологічного агрез'єднаний з виходом блоку 3 фільтрів сигналів гата, перший і другий входи блоку визначення часу параметрів технічного стану робочих вузлів до досягнення діагностичними параметрами гратехнологічного агрегата, другий вхід блоку 7 ничного значення з'єднані, відповідно, з виходом вимірювання наробітку з'єднаний з виходом генеблоку порівняння і виходом блоку визначення проратора імпульсів часових інтервалів, вихід блоку 7 гнозованного значення швидкості зміни параметрів вимірювання наробітку з'єднаний з другим входом технічного стану робочих вузлів технологічного блоку 6 індикації та реєстрації параметрів агрегата, а вихід блоку визначення прогнозованнотехнічного стану технологічного агрегата та його го значення швидкості зміни параметрів технічного робочих вузлів, вихід блоку 3 фільтрів сигналів стану робочих вузлів технологічного агрегата, технічного стану з'єднаний з входом блоку 10 вивихід блоку визначення поточного значення значення поточного значення швидкості і приско 7 77463 8 рення зміни параметрів технічного стану робочих розподілу проводиться окремо для кожної смуги вузлів технологічного агрегата і з входом блоку 11 частот. визначення швидкості зміни параметрів технічного Сигнали діагностичних параметрів після блоку стану робочих вузлів технологічного агрегата в 3 фільтрів поступають на перший вхід блоку 4 залежності від величини параметрів та наробітку порівняння, де їх поточні значення Рі робочими вузлами технологічного агрегата, вихід порівнюються з граничними значеннями Ргі що генератора 8 імпульсів часових інтервалів поступають на другий вхід блоку 4 порівняння з з'єднаний з другим входом блоку 10 визначення блоку 5 введення уставок (значення Ргі задаються поточного значення швидкості і прискорення зміни в блоці 5 до запуску пристрою). Блок 4 порівняння параметрів технічного стану робочих вузлів являє собою сукупність схем порівняння рівнів технологічного агрегата, з першим входом блоку 9 сигналів Рі і Ргі (кожному сигналу Рі відповідає своя визначення прогнозованого значення швидкості схема порівняння). В разі перевищення поточним зміни параметрів технічного стану робочих вузлів значенням сигналу діагностичного параметра його технологічного агрегата, з другим входом блоку 11 граничного значення (Рі>Ргі), на виході блоку 4 визначення швидкості зміни параметрів в порівняння з'являється сигнал, який поступає на залежності від їх величини і наробітку, третій вхід вхід блоку 6 індикації і реєстрації технічного стану блоку 11 з'єднаний з блоком 5 введення уставок технологічного агрегата і його робочих вузлів, де граничних значень параметрів і нормативноініціює виведення інформації про вихід довідкових даних, вихід блоку 11 визначення відповідного діагностичного параметра за граничшвидкості зміни параметрів в залежності від їх не значення. При цьому, для даного каналу величини і наробітку робочими вузлами діагностики відображаються і реєструються мотехнологічного агрегата з'єднаний з другим входом мент виходу діагностичного параметра за граничблоку 9 визначення прогнозованого значення но допустимі межі, поточне значення сигналу Рі, а швидкості зміни параметрів технічного стану роботакож значення Δ Ргі = Рі - Ргі, шифр або назва пачих вузлів технологічного агрегата, третій вхід раметра і робочого вузла технологічного агрегата. блоку 9 з'єднаний з виходом блоку 10 визначення Видана на табло блоку 6 індикації і реєстрації поточного значення швидкості і прискорення зміни інформація дозволяє ідентифікувати робочий вупараметрів технічного стану технологічного агрезол технологічного агрегата і причину гата, перший і другий входи блоку 12 визначення (діагностичний параметр) виникнення аварійної часу до досягнення діагностичними параметрами ситуації. граничного значення з'єднані, відповідно, з вихоОдночасно діагностичні сигнали Рі з блоку 3 дом блоку 4 порівняння і виходом блоку 9 визнафільтрів поступають на перші входи блоку 7 чення прогнозованого значення швидкості зміни вимірювання наробітку робочими вузлами параметрів технічного стану робочих вузлів технологічного агрегата, блоку 10 визначення потехнологічного агрегата, а виходи блоку 7 точного значення швидкості і прискорення зміни вимірювання наробітку робочими вузлами параметрів технічного стану технологічного агретехнологічного агрегата, вихід блоку 9 визначення гата і блоку 11 визначення швидкості зміни прогнозованого значення швидкості зміни параметрів технічного стану робочих вузлів параметрів технічного стану технологічного агретехнологічного агрегата в залежності від їх велигата, вихід блоку 10 визначення поточного значенчини і наробітку робочих вузлів технологічного ня швидкості і прискорення зміни параметрів агрегата. На другі входи цих блоків (7, 10, 11) потехнічного стану робочих вузлів технологічного ступають сигнали генератора 8 імпульсів часових агрегата і вихід блоку 12 визначення часу до доінтервалів. сягнення діагностичними параметрами граничного В блоці 7 вимірювання наробітку по наявності значення з'єднані, відповідно, з третім, четвертим і сигналів діагностичних параметрів для кожного п'ятим входами блоку 6 індикації та реєстрації робочого вузла формується сигнал який включає в параметрів технічного стану технологічного агреблоці 7 лічильник імпульсів часових інтервалів. гата і його робочих вузлів. n Інформація про наробіток t N кожного Роботу пристрою пояснює структурноi 1 алгоритмічна блок-схема на Фіг.2. робочого вузла технологічного агрегата з початку Пристрій працює наступним чином. його експлуатації поступає на вхід блоку 6 Після запуску технологічного агрегата на всіх індикації і реєстрації, де відображається і виходах первинних перетворювачів 1 параметрів реєструється. технічного стану робочих вузлів технологічного Прогнозування залишкового ресурсу кожного агрегата з'являються сигнали Рсі цих параметрів робочого вузла технологічного агрегата стає (температура підшипників, рівень напруги і сила зрозумілим з аналізу тенденції зміни технічного струму електроприводу, рівень вібрації і ін.). Ці стану робочого вузла технологічного агрегата, сигнали після відповідної обробки (підсилення, зображеної на Фіг.3. інтегрування, нормалізації) в блоці 2 первинної Визначення прогнозованого значення обробки сигналів технічного стану робочих вузлів швидкості зростання діагностичного параметра технологічного агрегата поступають на вхід блоку проводиться на основі математичної моделі, яка 3 фільтрів, де відбувається подавления перешкод включає аналітичне прогнозування. Задача сигналів. Сигнали рівнів вібрації, окрім цього, в аналітичного прогнозування зводиться до вибору блоці 3 розкладаються за спектрами частот. Посхожого полінома для приближения вибраної дальша обробка кожного значення частотного залежності. 9 77463 10 При контролі швидкості зміни параметру в Результати обчислених поточних значень Vni залежності від наробітку і перенавантаження α2nі передаються на третій вхід блоку 9 визначення (інтенсивності оботи) застосовано модифікований прогнозованого значення швидкості зміни метод Бокса-Вільдае [див. Скляров В.Ф., Гуляев параметрів технічного стану технологічного агреВ.А. Диагностическое обеспечение энергетическогата і в блок 6 індикації та реєстрації. На другий го производства К. Техника, 1985. Глава 3. Розділ вхід блоку 9 поступає визначене в блоці 11 зна5. Модели прогнозирования технического состоячення швидкості Vi(NiPi) зміни відповідного ния оборудования]: діагностичного параметра в залежності від його n відносної до номінального значення величини з Pi 2 Vi Vni Ki ni , врахуванням коефіцієнта Кi. i 1 Рні Визначення значення швидкості Vi(NiPi) в де Vi - прогнозоване значення швидкості зміни блоці 11, який представляє собою блок реалізації параметрів технічного стану робочих вузлів арифметичних операцій, відбувається наступним технологічного агрегата; чином. На перший вхід блоку 11 з блоку 3 фільтрів Vnі - поточне значення швидкості зміни поступають значення сигналів діагностичних параметрів технічного стану робочих вузлів параметрів Рi. Паралельно і синхронно з блоку 5 технологічного агрегата; поступають відповідні кожному параметру значенαnі - поточне значення прискорення зміни ня Рні, і коефіцієнти Кі. За кожен імпульс генератопараметрів технічного стану робочих вузлів ра 8 для кожного параметра визначається значентехнологічного агрегата; Pi ня Кі і ці значення накопичуються в вигляді Рi - поточне значення і - того діагностичного Pні параметра технічного стану робочих вузлів N Pi технологічного агрегата; суми Ki Vi(NiPi ) , що дорівнює складовій Рні - номінальне значення і - того i 1 Рні діагностичного параметра технічного стану швидкості зміни параметра в залежності від його технологічного агрегата; величини і наробітку, де N - є поточне значення Кi - постійний коефіцієнт для кожного лічильника імпульсів часових інтервалів, тобто діагностичного параметра, який враховує зношеннаробітку відповідного робочого вузла ня робочого вузла і який визначають за результатехнологічного агрегата. тами спільних вимірювань діагностичних Блок 9 представляє собою суматор, де параметрів і визначення технічного стану відбувається підсумовування значень які поступавідповідних цим параметрам робочих вузлів ють на другий і третій входи блоку 9, тобто, визнатехнологічного агрегата. чення прогнозованого значення швидкості зміни Визначення прогнозованого значення діагностичних параметрів на відрізці від поточної швидкості зміни параметрів Vi в пристрої (див. миті часу до досягнення діагностичними параметФіг.2) відбувається наступним чином. рами граничного значення: При кожному циклі вимірювання на вхід блоку N P 10 поступають сигнали Рі з блоку 3 фільтрів і Δt з 2 i K , Vi Vni ni i генератора 8. Блок 10 являє собою набір регістрів i 1 Рні пам'яті (по кількості діагностичних параметрів), Визначення часу до досягнення схему управління і арифметичний пристрій. По діагностичними параметрами граничного значення кожному сигналу Δt генератора 8 в відповідні відбувається в блоці 12, який представляє собою регістри пам'яті блоку 10 записуються поточні знаблок ділення і ділить значення ΔРnі, що поступає чення кожного діагностичного сигналу Рі. Після на вхід блоку 12 з блоку 4 порівняння на значення цього в блоці 10 виконуються операції відповідно Vі, що поступає на другий вхід блоку 12 з виходу до наступного алгоритму: блока 9. Результат Ті - очікуване значення часу до 1) Обчислення приросту ΔРі поточних значень досягнення і-тим діагностичним параметром грасигналів діагностичних параметрів Рі за формулою ничного значення. Значення Ті -відображається і Рі-Рі-1=ΔРі, Рі-1-поточне значення відповідного сигреєструється в блоці 6 індикації та реєстрації. налу в попередньому циклі вимірювання. Таким чином, в порівнянні з відомим рішенням 2) Обчислення поточного значення швидкості розширюються функціональні можливості приVnі зміни і-го діагностичного параметра за формустрою, які додатково дозволяють реалізувати Pi функції вимірювання наробітку з початку лою Vni , Δt - ціна імпульса в часовому t експлуатації робочими вузлами технологічного вимірі. агрегата, визначення прогнозованого значення 3) Запис значення Vnі в відповідний регістр швидкості зростання діагностичного параметра з пам'яті. врахуванням наробітку і інтенсивності роботи 4) Вибір з пам'яті поточних значень швидкотехнологічного агрегата з початку експлуатації і, стей Vnі-1, (приріст поточних значень ΔРі-1/Δt) і Vnі. на їх основі, - визначення залишкового часу робо5) Обчислення прискорення зміни параметрів ти технологічного агрегата до моменту перевищення діагностичними параметрами граничного Vni Vni 1 за формулою ni , Δt - ціна імпульса в значення, тобто визначення залишкового ресурсу t робочих вузлів технологічного агрегата, що часовому вимірі. дозволяє планувати технічне обслуговування і 2 6) Обчислення αni =αnixαni. ремонт в залежності від технічного стану технологічних агрегатів, скоротити витрати на ре 11 77463 12 монт і підготовку запасних частин, збільшити підвищити обсяги виробництва продукції на данокоефіцієнт використання обладнання і тим самим му обладнанні. 13 Комп’ютерна верстка М. Клюкін 77463 Підписне 14 Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601