ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Словари неполадок из "Обнаружение и диагностика неполадок в химических и нефтехимических процессах" Диагностирование неполадок облегчается в том случае, когда измерения делаются по нескольким переменным одновременно (или почти одновременно), возможно, через последовательные промежутки времени. На основе системы выборочных измерений инженер может отнести выборку к конкретному классу и начать, если необходимо, действия по исправлению неполадки. Словарь неполадок (известный также как таблица состояний, таблица решений или матрица распознавания) может помочь в классификации, однако, к сожалению, его сложность резко увеличивается с ростом числа измеряемых переменных, и поэтому такой вспомогательный инструмент имеет ограничения, даже в случае его перевода на машинный язык. [c.227] Для того чтобы понять степень сложности составления словаря неполадок, предположим, что измеряются только две переменные и каждая может принять значения -f (высокий уровень) или —(низкий уровень) в соответствии с некоторым критерием. Мы используем символ О для представления случаев, когда результат измерения давал нормальное значение. На рис. 6.6 приведены дерево решений и соответствующий словарь неполадок (таблицу решений) для этого случая. Обратите внимание на комбинаторный характер решений. Число исходов на рис. 6.6 равно 3 = 9. Если бы имелось 8 переменных для измерения и три уровня измерений, то количество ситуаций составляло бы 3 = 6561 Таким образом, даже при использовании электронно-вычислительной машины для обработки большого числа измерений и векторов признаков практически трудно подготовить словарь и хранить все ситуации, если количество переменных и число уровней квантования становится лишь умеренно большими. Пример 6.2 показывает, что может быть сделано для уменьшения размера словаря в реальных случаях. [c.227] Метод словарей неполадок и его приложения иллюстрируется двумя приведенными ниже примерами. [c.229] Динд и Реджис [14] описали связь выходов из строя трансформатора с химическим разложением изолирующих веществ — трансформаторного масла, сопровождающимся образованием газа. Обнаружение и анализ растворенного в трансформаторном масле газа дает существенную полезную информацию о зарождающихся неполадках. Контрольные измерения, сделанные вовремя, могут сберечь значительные средства. Конкретно, пробы масла периодически отбираются и анализируются на водород, метан, ацетилен, этилен, этан, кислород, азот, окись углерода и двуокись углерода. В табл. П6.1.1 приведено интегральное частотное распределение по каждому газу для 190 трансформаторов с масляным погружением, показывающих удовлетворительную работу. [c.229] Для диагностирования неполадок может быть использована табл. П6.1.2, в которой представлены области параметров и соответствующие классы неполадок. Для каждого параметра в таблице указано две или три области, обозначенные для словаря неполадок как 1, О и —1. [c.229] В табл. П6.1.3 перечислены несколько случаев неисправности трансформаторов и соответствующие диагнозы, отвечающие ситуациям электрического разряда (ЭР) или точкам перегрева (ТП). Ниже каждого численного значения величины приведено значение этой величины согласно схеме классификации табл. П6.1.2. [c.229] По минимальному значению суммы, равному О, мы идентифицируем случай 1 как случай ЭР. Разумеется, при большом числе видов неполадок и большом числе критериев классификации не будет точного совпадения исследуемой и контрольной ситуаций. Однако ситуация (образ), соответствуюш,ая минимуму суммы квадратов, отвечает тенденции к правильной классификации. [c.231] Для того чтобы выявить неполадки, должны быть проведены измерения отдельных параметров, и, таким образом, можно сделать выводы о связанных с ними условиях процесса. От проверочных действий можно перейти к регулирующим, если выводы из анализа неполадок используются для их осуществления. [c.231] Количество и вид измерений, которые должны быть сделаны, зависят от объема и вида требуемой информации. Например, точность измерений для цепей регулирования должна быть более высокой, чем точность, необходимая для обнаружения неполадок. Степень сложности при определении результатов быстро возрастает как с увеличением количества измерений, так и числа возможных решений. [c.231] В устройстве событий представлены в небольших столбцах матрицы как комбинации измеренных сигналов. [c.232] Исход (правило) описывает конкретный набор состояний, объясняющийся условиями конкретного события. [c.232] Например, исход 5 в табл. П6.2.1 есть состояние, при котором величина, показываемая fl, находится внутри ее нормальных границ, Ух — в открытом состоянии, а величина показываемая — в области ее верхних значений. Этот набор условий объясняется в строке события символом состояния устройства, обозначенным А. Таким образом, вектор признаков [НОВ] описывает набор условий, который констатирует существование события (А) или нескольких событий, соответствующих устройству на рис. П6.2.1. Полный набор векторов признаков образует матрицу, которая представляет собою словарь неполадок. [c.232] Беренблат и Уайтхауз указывают, что главная проблема на практике состоит в том, как понизить размер словаря неполадок. Они показали (подобно тому, как это сделано ниже), что с использованием предшествующих знаний о системе можно привести к разумным размерам словарь неполадок, составленный для контролирования состояния системы. [c.232] Н — нормальный уровень В — высокий уровень Нз — низкий уровень О — открыто 3 — закрыто. [c.232] Рассмотрим схему на рис. П6.2.1. Она включает в себя контур управления с обратной связью, который регулирует скорость потока на выходе для поддержания более или менее постоянного уровня в емкости. В дополнение к этому измеряются скорости входного и выходного потоков. Значения каждой указанной переменной могут быть разделены, скажем на три области высокий уровень (или открытое состояние) нормальный уровень низкий уровень (или закрытое состояние). Если выписать все векторы признаков, то словарь неполадок будет содержать 3 = 81 столбец. Несмотря на то, что можно легко построить такую полную матрицу, усилия по обработке информации не соответствовали бы тривиальности описываемого процесса. Вместе с тем, как показано далее, Беренблат и Уайтхауз приводят несколько способов, с помощью которых словарь неполадок можно сократить до приемлемых размеров без ущерба для его полноты или непротиворечивости. [c.233] Химическая установка состоит из ряда элементов, каждый из которых может рассматриваться независимо и обычно будет характеризоваться лишь несколькими измеряемыми переменными. Например, буферные емкости или другие аппараты со значительным объемом либо аппараты, вызывающие задержку во времени, эффективно изолируют вышестоящие по потоку аппараты от нижестоящих. Другие функциональные элементы, которые не обладают накоплением , такие как трубы, испытывают прямое воздействие лишь со стороны элементов, находящихся непосредственно выше или ниже них по потоку. Следовательно, установка, в которой делается 20 измерений, может быть разделена, скажем, на 5 элементов, каждый из которых включает 4 измерения. Для любого элемента в отдельности может быть построена полная матрица, что требует в общей сложности 3 -5 = 405 столбцов вместо 3 = 3,5-10. Несколько дополнительных стоблцов потребуется для связи элементов друг с другом, если они не независимы. [c.233] Необходимо также иметь в виду, что каждому правилу должно отвечать некое реальное содержание. Например, правило 2 соответствует течи в линии между р2 и Ух- Это возможно, если расстояние между этими точками значительно, однако если датчик расхода и VI укреплены непосредственно один возле другого, то вероятность такой течи становится столь малой, что ею можно пренебречь. Если же чрезвычайно важно однозначно установить наличие или отсутствие течи, то необходимо второе измерение, например, ниже У- . [c.233] Событие, обозначенное А, описано столбцами 5, 19 и 23. Если уровень регулируется в узких пределах, то эти столбцы соответствуют ситуации, которая не может возникнуть на практике лишь в течение очень короткого промежутка времени. Поэтому можно подозревать, что одно (или большее) число измерений неправильно. Другие правила, например правило 23, содержат такое же предположение в дополнение к действительно возможному событию. [c.233] После того как были приняты во внимание все отмеченные выше модификации, табл. П6.2.1 уменьшилась до табл. П6.2.2. [c.234] Вернуться к основной статье