Проектування систем виявлення і діагностики несправностей

Очевидним є бажання мати загальну систему, яка б дозволяла швидко виявляти можливу несправність устаткування, що раптово виникла. З іншого боку, у цьому випадку зазначена система може стати занадто чутливою до шумових перешкод і, відповідно, занадто часто видавати неправильні застережні сигнали. Питання щодо знаходження прийнятного варіанта відповідної системи діагностики найкраще вирішувати з врахуванням особливостей конкретної установки, для якої можна визначити для кожного варіанта відповідні витрати. Наприклад, у багатокомпонентній системі фіктивні тривоги вірогідні більшою мірою, ніж в системі, що включає порівняно мало резервних елементів.

Інше протиріччя, яке необхідно подолати, торкається складності системи виявлення, а саме: протиріччя між витратами на відповідну систему і якістю її роботи. Наприклад, можна чекати більшої чіткості виявлення несправностей, якщо використовувати в системі діагностики апріорі відомі дані про вірогідні види несправностей. Тоді, визначаючи за допомогою ряду одночасних вимірів конкретну форму поведінки процесу, якій відповідають конкретні несправності, можна знизити вірогідність як хибної тривоги, так і пропуску несправностей. Знаходження оптимального співвідношення між складністю системи і її експлуатаційними властивостями - надзвичайно важливий момент у проектуванні систем виявлення несправностей.

Перший крок у проектуванні системи виявлення несправностей – це ознайомлення з відповідним процесом. Ґрунтуючись на характеристиках процесу, інженер може визначити, яку роль відвести операторові установки, а яку – ЕОМ. Враховуються всі можливі фактори, які пов'язані з конкретним процесом і які впливають на проектування системи виявлення. Наприклад, конкретне проектування відповідного техногенного середовища може бути обумовлене утворенням пилу. Так, у печі випалу цементу це може привести до засмічення готового продукту, а на паперовій фабриці може стати причиною обриву паперу в папероробній машині і, отже, причиною затору. Поінформованість про зазначені порушення є необхідною для перерозподілу відповідних функцій управління оператором і ЕОМ.

Другий крок є особливо важливим для діагностики. Це встановлення межі відповідної підсистеми (термін „підсистема” відноситься до найменшої частини процесу, для якої необхідне діагностування порушення роботи устаткування). Для кожної підсистеми визначаються умови її нормальної роботи. В результаті, при одночасному врахуванні всіх підсистем визначаються умови нормального перебігу процесу в цілому.

Далі проектувальник аналізує апаратурне оснащення, яке необхідне для системи виявлення. Звичайно, він модифікує проект процесу так, щоб той забезпечував виявлення несправностей, їх компенсацію за допомогою алгоритмів управління, введення в дію резервного устаткування, включення рециклічних потоків, резервних ємностей тощо. Бажано мати такий проект, який враховував би технологічні можливості і конструкцію новітніх обчислювальних пристроїв. На рис.66 наведена автоматизована система виявлення і діагностики несправностей, яка може бути виконана з використанням мінікомп’ютерів.

Одне з головних завдань будь-якої системи – визначення точності різних вимірювальних приладів. Для оцінки точності вимірювань необхідно провести активну перевірку роботи відповідного приладу шляхом змін вхідної змінної. Стандартні методи перевірки й градуювання деяких приладів мають на увазі установку вхідного сигналу відомого значення і відповідне визначення кінцевого сигналу або виключення вхідного сигналу і спостереження за відповідним кінцевим сигналом. Інший спосіб полягає в тому, що визначена величина змінюється за певним законом і знаходиться динамічна характеристика приладу. Однак через значну кількість приладів такі активні перевірки організувати важко. Проводять також і пасивні перевірки, використовуючи при

цьому тільки звичайні записи вимірів, але такий спосіб перевірки має свої труднощі та свої проблеми.

Необхідно також відзначити, що персонал повинен бути навчений працювати з відповідною системою. Ообслуговуючий персонал (оператори установок, механіки, електронщики, електрики, персонал з догляду за гідравлікою, програмісти ЕОМ, контролери) повинен володіти знаннями про властивості відповідної системи. Здатність системи діяти в значній мірі залежить від рівня компетентності обслуговуючого технічного персоналу. Добре відомо, що помилки людини - головне джерело несправності устаткування на хімічних заводах.

Рис. 66. Автоматизована система виявлення і діагностики несправностей