Модуль формирования отчетов по состояниям Агрегатов и Планированию ремонтов
Рис.20. Структура модуля «Журнал электрика-механика»
Рассмотрим подробнее непосредственно ЭСРВ, входящую в набор базовых модулей системы.
Обобщенным назначением ЭСРВ КОМПАКС является автоматическая диагностика и прогнозирование технического состояния оборудования. ЭСРВ реализует виброакустические, акусто-эмиссионные, токовые, тепловые и параметрические (давление, уровень, расход, температура) методы диагностики и относится к классу экспертных систем поддержки принятия решений, то есть ее приоритетной задачей можно считать помощь обслуживающему персоналу в ходе принятия необходимых обоснованных решений по управлению режимом работы и состоянием оборудования.
Система КОМПАКС®, получая сигналы с датчиков, размещенных на диагностируемом оборудовании, формирует вектор диагностических признаков, который включает 3 группы:
общего вида параметры по сигналам с датчиков;
скорости изменения параметров;
признаки, рассчитанные в результате спектральной обработки сигналов.
Вектор диагностических признаков поступает в блок обработки логических предикатов ЭСРВ, по результатам работы которого формируются выводы экспертной системы (см. рис.21). В результате автоматическая диагностическая экспертная система выдает диагностические сообщения на основной экран в виде текстовых сообщений, а также формирует команды модулю вывода речевых сообщений.
Рис.21. Схема формирования выводов ЭСРВ КОМПАКС
ЭСРВ включается в состав программного обеспечения стационарной системы непрерывного мониторинга и диагностики КОМПАКС®, стендовых систем и переносного прибора COMPACS-MICRO™. Таким образом, ЭСРВ интегрируется в систему, обеспечивающую измерение, фиксирование результатов измерений, обработку измерений экспертной системой и выдачу указаний автоматически − без участия персонала и связанных с этим субъективных ошибок и затрат времени. Исходными данными для выводов ЭСРВ являются сигналы вибрации, температуры и тока, измеряемые системой КОМПАКС®, базы данных диагностируемого оборудования и база знаний, включающая в себя мировой опыт вибродиагностики, в том числе уникальные данные, полученные в НПЦ «Динамика» при анализе результатов работы оборудования, контролируемого системой КОМПАКС®.
К заметным достоинствам ЭСРВ КОМПАКС® можно отнести следующие возможности:
- широкая номенклатура видов диагностируемого оборудования (подшипники, клапаны, редукторы, электродвигатели, насосы, компрессоры и др.);
- наличие мощного встроенного языка программирования CDPL;
- высокая достоверность выводов ЭСРВ, подтверждаемая результатами ремонтов диагностируемых агрегатов; использование диагностики на основе методов, не требующих изменения режимов работы контролируемого оборудования;
- инвариантность ЭСРВ к типу диагностируемого оборудования;
- отсутствие принципиальных ограничений на число решающих правил;
- использование алгоритмов, позволяющих быстро обрабатывать большое количество данных, что уменьшает время реакции системы на возникающие дефекты;
- полностью автоматическая диагностика и прогноз наработки на отказ;
- автоматическая выдача указаний персоналу о необходимости проведения соответствующих работ по обслуживанию оборудования с учетом его технического состояния;
- возможность вывести при необходимости речевое сообщение персоналу и инициировать процесс блокировки аварийного агрегата.
Основные составляющие ЭСРВ КОМПАКС® изображены на рис.22. Блок интерфейса к базам данных обеспечивает доступ к базам данных оборудования и базам знаний. Базы знаний в ЭС КОМПАКС® отделены от исполняемого кода, что позволяет быстро модифицировать систему, добавляя в нее новые правила, и не затрагивая прочее ПО.
Для описания знаний в среде разработки ЭСРВ КОМПАКС® используется формализованный язык описания математической последовательности обработки сигнала, включающий в себя арифметические, логические выражения и символьные обозначения используемых функций цифровой обработки сигналов, поэтому для разработки решающих правил не требуется знания языков программирования. Блок вычисления признаков состоит из двух модулей: модуль анализа состояния диагностических признаков, их изменения во времени и модуль цифровой обработки сигналов.
Рис. 22. Структурная схема ЭСРВ КОМПАКС®
Блок интерпретации формул выполняет анализ результатов обработки по алгоритмам, описанным в базах знаний, и формирует выводы о состоянии диагностируемого агрегата.
Блок формирования событий доводит выводы до персонала. При этом может выдаваться текст сообщения, речевое предупреждение, и, в критических случаях, команда на блокировку аварийного агрегата.
Блок регистрации событий фиксирует результаты работы ЭСРВ и некоторые данные в архиве, что позволяет проводить работу по дальнейшему совершенствованию алгоритмов, заложенных в систему.
Практика многолетней эксплуатации системы КОМПАКС® показывает высокую эффективность работы ЭСРВ. Достоверность выводов подтверждается результатами ремонтов диагностируемых агрегатов. Все агрегаты, состояние которых определено системой как «недопустимое», имели соответствующие дефекты. В НПЦ «Динамика» продолжаются работы по анализу данных, полученных при эксплуатации системы КОМПАКС®, и соответствующая модернизация ЭСРВ.
С использованием общих возможностей системы КОМПАКС функциональность ЭСРВ может использоваться в интегрированной АСУТП, а также на уровне АСУП на базе Internet / Intranet (см. рис.23).
Рис.23. Структура взаимодействий КОМПАКС, Compacs-Net и систем АСУТП
Internet-технологии в КОМПАКС базируются на встроенном Web-сервере, который осуществляет обработку запросов пользователей сети Compacs-Net®, применяющих обычные Internet-браузеры. Информация о состоянии диагностируемого оборудования отображается на экранах рабочих станций персонала (механиков, электриков и т.д.) без дополнительной настройки пользовательского программного обеспечения. Информационный вид экранов повторяет экраны стационарной системы КОМПАКС®. Дополнительно существуют экраны общего состояния систем КОМПАКС®, установленных на заводе. При необходимости анализа трендов параметров или временных реализаций сигналов достаточно установить программные модули сетевого ПО Compacs-Net® - ТРЕНД и АНАЛИЗ. Благодаря поддержке Internet-протоколов HTTP и TCP/IP, реализована поддержка OPC-технологии с помощью программного обеспечения COMPACS-OPC-Server, устанавливаемого на операторских станциях АСУТП. Обмен данными по OPC-технологии позволяет не только передавать диагностируемые параметры и экспертные сообщения в систему АСУТП, но и принимать от АСУТП контролируемые параметры для выполнения единой обработки в системе КОМПАКС® и выработки экспертной системой предупреждающих рекомендаций.
В настоящее время на базе КОМПАКС реализовано значительное количество узко специализированных решений в самых различных отраслях промышленности (нефтедобывающая, машиностроение, транспорт, энергетика, коммунальное хозяйство и др.). Т.е., базовая конфигурация системы эффективно тиражируется, включая основные компоненты ЭСРВ. Основой подобного расширения сфер внедрения в части интеллектуализации средств диагностики и прогнозирования следует считать прежде всего:
- наличие инвариантной, проблемно-независимой составляющей ядра ЭСРВ, ориентированной на эффективное решение определенного класса задач (при сохранении общих схем функционирования и организации информационных потоков в реальном времени);
- выделение и высококачественная реализация независимого от специфики приложений ядра баз знаний КОМПАКС, которое обеспечивает представление некоторого универсального подмножества модели знаний, связанного с фундаментальными физическими принципами и методами обработки измерительной информации соответствующего вида (особенно – в части вибродиагностики).