3.1.2. Выявление полного объема и состава задач контроля и управления

Полный объем и состав задач контроля и управления конкретным технологическим объектом представляет собой перечень всех нарушений в технологическом процессе, неисправностей в работе основного и вспомогательного оборудования, их причин и целесообразных управляющих воздействий по их устранению. Эта задача решается на основе тщательного изучения объекта и проведения инженерно-логического анализа по выявлению всех возможных нарушений в технологическом процессе и в работе производственного оборудования, их возможных причин и требуемых управляющих воздействий.

Решение данной задачи может осуществляться на основе метода «диагональных матриц событий». Метод диагональных матриц событий рассмотрим на примере, где анализируемым объектом является система маслосмазки подшипника редуктора (рис.3.1).

Вpащaющийся агрегат 1 приводится в действие электродвигателем 9 через трехосный редуктор 2. Для того чтобы не допустить перегрев подшипников 3,4,5,6,7,8 выше 75^°С, имеется вспомогательная система маслосмазки. Она состоит из двух подсистем: системы циркуляции масла (СЦМ) и системы термогуляции масла (СТРМ). СЦМ обеспечивает заданную скорость циркуляции масла, протекающего через редуктор и подшипники, которая обеспечивается маслонасосом 18, вращаемым электродвигателем 19, подключенным через электромагнитную муфту 28.

Масло из редуктора поступает естественным стоком через фильтр 10 и задвижку 31 в маслобак 30, в котором поддерживается определенная температура, обеспечивающая требуемую вязкость масла. Задвижки 12 и 17 служат для долива масла в маслобак и слива из него. Далее масло перекачивается насосом 18 через входную 16 и выходную 32 задвижки к редуктору и подшипникам.

СТРМ предназначена для поддержания температуры масла в пределах от 10°С до 15°С. Превышение температуры масла приводит к перегреву подшипников. Переохлаждение масла приводит к увеличению его вязкости, снижению скорости циркуляции и в конечном итоге также к перегреву подшипников.

СТРМ состоит из двух подсистем: системы подогрева масла и системы его охлаждения. Система подогрева включает электроподогреватель 13, управляемый регулятором Р1. Регулятор настроен на допустимые значения температуры масла, отключая электроподогреватель при 150^°С и включая его при температуре масла 10^°С. В случае неисправности Р1 может управлять электpoподогревателем вручную.

Рис.3.1. Технологическая схема системы маслосмазки

подшипников редуктора

Система охлаждения состоит из змеевика 27, размещенного в маслобаке 30, по которому циркулирует охлаждающая вода, подаваемая с помощью основного насоса 23 с входной 21 и выходной 25 задвижками или резервного водонасоса 24 с входной 22 и выходной 26 задвижками.

Вначале выявляются возможные события, связанные с целевым назначением анализируемой системы. В нашем примере целевое назначение системы маслосмазки – не допустить перегрева подшипников редуктора выше заданного значения (75° С). Поэтому здесь возможно всего одно основное событие - перегрев подшипников редуктора выше 75° С.

Далее для каждого выявленного основного события строится своя диагональная матрица событий (рис.3.2), т.е. таблица, включающая четыре графы: номер события, название события, диагональная матрица событий, целесообразное управляющее воздействие.

При этом в каждой строке диагональной матрицы записывается одно отдельное событие.

В третьем столбце таблицы проведена диагональ, на которую наносятся промежyтoчные события, т.е., которые могут быть следствием различных причин, требующих разных управляющих воздействий, напротив них в столбце 4 ничего не записывается.

Построение матрицы идет сверху вниз, т. е. от основного события, записанного под номером 1. Оно отмечается на диагонали кружком, от которого вниз проводится вертикальная линия первого уровня диагностики. На ней отмечаются кружочками и соответственно записываются в последующих строках столбца 2 наиболее серьезные причины нарушений. При этом учитывается декомпозиция, т.е. разбиение системы на отдельные подсистемы. В нашем примере такими причинами (событиями) могут быть либо неисправности системы циркуляции масла (СЦМ), либо неисправность системы терморегуляции масла (СТРМ), либо· неисправность самих подшипников (поломка, засорение, что приводит к сильному трению и пepeгреву).

После этого проводится анализ выявленных причин с целью выявления промежуточных и первопричинных событий. Первопричинным называется событие, которое можно однозначно устранить одним управляющим воздействием с помощью имеющихся в объекте исполнительных механизмов. Для первопричинных событий в столбце 4 записывается однозначное управляющее воздействие. Такое событие отмечается штриховкой соответствующего ему кружочка на вертикальной линии уровня диагностики. Промежуточные события обозначаются незаштрихованными кружочками, которые переносятся на диагональ матрицы и от них проводятся линии последующих уровней диагностики.

Такая процедура повторяется до тех пор, пока, все события не будут первопричинными.

При построении диагональной матрицы событий следует учитывать следующие рекомендации.

1. Крайние управляющие воздействия такие, как выключение (останов) системы, нужно использовать в исключительных случаях, когда действительно никакими другими воздействиями нельзя возвратить систему в заданный режим нормального функционирования.

2. События – причины, на одном уровне диагностики требующие одного управляющего воздействия, следует объединять в одно событие (записывать в одной строке диагональной матрицы).

Рис.3.2. Диагональная матрица событий

3. Для уточнения того, действительно ли событие является первопричинным, можно провести еще один уровень диагностики. Если все эти причины можно устранить только тем же управляющим воздействием, что и пpoвepяемoe событие, то последнее является первопричинным.

4. На каждом уровне диагностики должно быть всегда более одного причинного события. В противном случае первопричинным является предшествующее событие; требуется лишь уточнить его название.

5. Для получения однозначных результатов решения по выявлению задач контроля и управления, возлагаемых на проектируемую АСУ ТП, целесообразно несколько раз уточнять правильность выявления событий на каждом отдельном этапе.