Концепция создания автоматизированной системы оценивания состояния технологического оборудования

Тип работы:
Реферат
Предмет:
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

УДК 681. 518. 5
П. Ю. Шумский
КОНЦЕПЦИЯ СОЗДАНИЯ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ ОЦЕНИВАНИЯ СОСТОЯНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ
Волгоградский государственный технический университет (pshumsky@mail. ru)
Изложены проблемы в области диагностирования технологического оборудования, а также обоснована необходимость автоматизации процедур оценивания. Рассмотрена концепция создания автоматизированной системы оценивания состояния технологического оборудования, как прикладного программного обеспечение. Изложены основные возможности, обобщенная модель и перспективы использования системы.
Ключевые слова: система, оценка, состояние, пригодность, технологическое оборудование.
Pavel Shumskiy
THE CONCEPT OF CREATION OF THE AUTOMATED SYSTEM OF ESTIMATION OF A CONDITION OF THE PROCESS EQUIPMENT
Problems in the field of process equipment diagnosing are stated, and also necessity of automation of procedures of estimation is proved. The concept of creation of the automated system of estimation of a condition of the process equipment, as applied program maintenance is considered. The basic possibilities, the generalised model and prospects of use of system are stated.
System, estimation, condition, suitability, the process equipment.
Технологическое оборудование является неотъемлемой частью окружающей среды в нашей жизни и нередко несет в себе потенциальную опасность при длительной эксплуатации и износе. Технологическое оборудование создается на базе заданных критериев и установленных норм и правил, а также при введении его в эксплуатацию оно проходит ряд контролирующих и проверяющих инстанций. В процессе эксплуатации оно подвергается воздействию циклических нагрузок, а также влиянию окружающей среды и как следствие — возникает износ. На сегодняшний день возникла существенная проблема -значительное количество технологического оборудования на производственных объектах находится в эксплуатации длительный срок, и в связи с этим, требуется периодический контроль и диагностика его состояния [1].
Данный вид деятельности в России является относительно новым, ему около 20 лет. В связи с этим, периодический контроль и диагностика состояния эксплуатируемого технологического оборудования в необходимом объеме затруднены, причиной этого является:
• отсутствие необходимого количества специалистов-
• сложность проводимых процедур-
• отсутствие опыта и наработок в данной области.
Для облегчения оценки того или иного типа технологического оборудования требуется специализированное программное обеспечение, ориентированное на российские стандарты, нормы и правила. В России на сегодняшний день такое программное обеспечение отсутствует. Вследствие этого, разрабатываемая автоматизированная система оценивания не является универсальной для всех разновидностей технологического оборудования, а служит вспомогательным средством для мониторинга и обслуживания ограниченного перечня оборудования — сосудов и трубопроводов.
В целях создания системы необходимо решить следующие задачи:
1) разработать концепцию автоматизированной системы-
2) построить обобщенную модель системы-
3) разработать и оптимизировать логику функционирования системы-
4) определить результаты и перспективы применения системы.
Концепция автоматизированной системы оценивания. Актуальность разработки автоматизированной системы оценивания (АСО) со-
стояния сосудов и трубопроводов и их пригодности к эксплуатации определяет возникшая ситуация в России. Система предназначена для автоматизации функций сбора, систематизации, накопления, обработки, выдачи и отображения данных для их анализа, обобщения и выработки соответствующих экспертных решений.
АСО должна представлять собой интегрированную многоуровневую автоматизированную систему. Она позволит проводить оценку технического состояния сосудов и трубопроводов, подвергшихся разрушению, по единой схеме и алгоритму, а также позволит проводить диагностический анализ, ориентированный на определенный тип износа и геометрию поврежденного объекта. Помимо этого, АСО даст возможность рассчитывать и оценивать состояние исследуемого оборудования на любом этапе его эксплуатации. Участие органов, компетентных в сфере оценивания пригодности к эксплуатации технологического оборудования, в процессах создания и эксплуатации АСО позволит им решать следующие задачи: подбирать наиболее подходящий алгоритм оценивания для конкретных ситуаций, существенно сокращать время расчетов и подбора соответствующих параметров, получать доступ к информационным ресурсам и использовать их для оптимизации процедур оценивания.
АСО должна обеспечивать автоматизацию следующих процессов: выбор необходимого уровня оценивания для того или иного типа износа- проверка выполнения обязательных условий эксплуатации технологического оборудования и его предельных состояний- сбор, формализация и систематизация параметров сосудов и трубопроводов, соответствующих установленному типу износа и геометрии- расчет результирующих показателей состояния оборудования.
Одной из основных задач создания АСО является повышение эффективности оценивания состояний и пригодности к эксплуатации сосудов и трубопроводов. Другая важнейшая задача ее создания — своевременное выявление предельных состояний технологического оборудования.
Благодаря комплексному подходу при использовании АСО у эксперта появляется возможность планомерно проводить оценку пригодности к эксплуатации технологического оборудования, контролировать динамику его износа и при достижении порогового значения прочности (толщины стенки и др.) проводить ремонт или замену поврежденного
элемента, а не дожидаться разрушительных последствий износа.
АСО должна обеспечивать реализацию следующих функций:
• сбор, систематизацию, накопление, обработку, выдачу и отображение данных для их анализа, обобщения и выработки экспертных решений-
• создание формализованного отчета о проделанной оценке-
• контроль и оповещение о некорректных данных и/или некорректных действиях.
Создание АСО состояния сосудов и трубопроводов требует выполнения ряда задач:
1) изучение явления потери прочности сосудов и трубопроводов в процессе его эксплуатации [2]-
2) изучение и классификация наиболее распространенных и установленных на сегодняшний день типов износа-
3) сбор и структурирование всесторонних данных о свойствах, параметрах эксплуатации и геометрии сосудов и трубопроводов [3]-
4) изучение существующих алгоритмов и методик оценки пригодности к эксплуатации, их структурирование и анализ взаимозависимостей-
5) проектирование и разработка оптимальной модели АСО-
6) разработка и реализация интуитивнопонятного интерфейса системы-
7) программирование автоматизированной системы-
8) разработка и реализация адаптивной информационно-справочной системы-
9) внедрение и апробация.
Преимущества АСО заключаются в следующем: адаптация & quot-в реальном времени& quot- под определенный тип износа и геометрию поврежденного элемента- безошибочный подбор и применение соответствующего алгоритма оценивания- автоматизация основного объема вычислений позволяет устранить негативный человеческий фактор и избежать неточностей в вычислениях и допущений на каждом из этапов оценивания, которые в результате выливаются в суммарную погрешность.
Обобщенная модель системы. Построению модели АСО предшествовало предпроектное обследование, которое включало в себя изучение свойств и характеристик сосудов и трубопроводов, областей их применения, разновидностей возмущающих и разрушающих сред, возможных вариантов износа и существующих
методик оценивания. Во время обследования необходимо было учитывать уникальность и специфичность условий применения технологического оборудования в России, связанную с условиями эксплуатации и природными условиями. В результате предпроектного обследования были выработаны подход к построению модели и алгоритм АСО.
Алгоритм АСО (рис. 1) основывался на логике проведения полного комплекса процедур оценивания технологического оборудования. Необходимо учитывать, что пункт 1 проводится экспертом самостоятельно и в систему поступают лишь конечные характеристики повреждения и результат проведенного осмотра. Для каждого из типов износа существует собственный набор методик оценивания, вследствие этого логика системы строится исходя из принципа оптимизации процедур оценивания износа сосудов и трубопроводов.
На рис. 2 представлена структура АСО, ее внутрисистемные и внешние связи. Разрабатываемая система оценивания содержит внешние связи с такими элементами как — & quot-Эксперт"- и & quot-Исследуемый объект& quot-. Взаимодействия АСО с экспертом (оператором) и исследуемым объектом предполагают адекватное использование ресурсов АСО с целью определения пригодности к дальнейшей эксплуатации исследуемого объекта и получение исходных данных, характеризующих повреждение, соответственно.
Исследуемый объект
Эксперт
Подсистема определения типа экспертной оценки V / V Подсистема ввода и формализации исходных данных

Подсистема
проведения
экспертной
оценки
Подсистема формиров ания результатов оценки
& gt- г
Подсистема контроля некорректных действий Подсистема графического отображения результатов Подсистема информационно-справочной поддержки
Рис. 2. Структура автоматизированной системы оценивания Перспективы использования АСО
Разработка и внедрение такой системы существенно облегчит работу экспертов, так как автоматизирует вычисления и оптимизирует работы, осуществляемые при проведении оценки состояния сосудов и трубопроводов. По большей части это математические вычисления, основанные на заранее установленных законах и алгоритмах.
Трдмяіпкііи ПіРЖПИ ІЖТЩИІІІII ШИШІИТМІН ШЦМЩИ
Рис. 3. Ввод исходных данных
Рис. 1. Алгоритм автоматизированной системы оценивания
ВНЕ
Рис. 4. График результатов
АСО
На рис. 3 и 4 приведены экранные формы отдельных этапов проведения оценки пригодности к эксплуатации технологического оборудования.
Эксперт, использующий данную систему, получает возможность формирования нескольких заключений на основе результатов оценивания состояния технологического оборудования.
Применение АСО состояния сосудов и трубопроводов даст следующие преимущества: позволит снизить отрицательный человеческий фактор при проведении оценки- повысит качество оценок и заключений, выдаваемых экспертами- позволит сократить материальные затраты на
содержание сосудов и трубопроводов, а также трудозатраты на проведение процедур оценки.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Гетман А. Ф., Козин Ю. Н. Неразрушающий контроль и безопасность эксплуатации сосудов и трубопроводов давления. М.: Энергоатомиздат, 1997. — 288 с.
2. Горшков А. Г., Трошин В. Н., Шалашилин В. И. Сопротивление материалов: Учеб. пос. 2-е изд., испр. — М.: ФИЗМАТЛИТ, 2005. — 544 с. — КВЫ 5−9221−0181−1.
3. Нормы расчета на прочность оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок (ПНАЭ Г-7−002−86) / Госатомэнергонадзор СССР. — М.: Энерго-атомиздат, 1989. — 525 с. — (Правила и нормы в атомной энергетике).

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой