авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ

Pages:     | 1 | 2 ||

Разработка адаптивных средств выявления неисправностей и стратегии обслуживания гидроагрегатов

-- [ Страница 3 ] --

где – выходное значение экспертного модуля.

Экспертный модуль, основанный на нечеткой логике, имеет недостаток: он не способен автоматически приобретать знания для использования их в механизмах вывода. Выходом из этой ситуации является представление данного модуля нечеткого выявления дефектов в виде нейронной сети. Такая сеть называется гибридной. Она представляет собой многослойную нейронную сеть специальной структуры, не имеющей обратных связей, в которой используются сигналы в четкой форме, веса и функции активации.

Основной идеей гибридной сети является использование существующей выборки данных для определения параметров функций принадлежности, лучше всего соответствующих определенной системе нечеткого вывода.

Важнейшим достоинством нейронных сетей является возможность их обучения и адаптации, другими словами, отсутствует необходимость в полных знаниях об объекте.

Еще одной положительной стороной использования нейросетевой реализации в приложении к техническому диагностированию является возможность значительно повысить скорость обнаружения неисправностей, не снижая точности выявления дефектов.

В этой главе произведен выбор режимов работы гидроагрегата, при которых необходимо производить диагностирование.

В четвертой главе «Техническая реализация средств контроля технического состояния гидроагрегатов и экспериментальная проверка разработанных методик» представлена структура системы контроля технического состояния, способная работать в АСУТП ГЭС, описаны все устройства этой системы; проведены экспериментальные проверки отладочного варианта системы контроля технического состояния и гибридной экспертной системы.

Структура системы контроля технического состояния. Система контроля состояния состоит из нескольких устройств: устройство выборки и тестирования (УВТ), устройство опроса (УО) и индустриальная ПЭВМ. УВТ и УО выполнены в виде печатных плат, помещенных в корпус, устанавливаемый на DIN – рейке. Для подключения внешних цепей к модулям используются переходные разъемы, позволяющие легко устанавливать и коммутировать модули. Для связи УВТ и УО используется канал последовательной связи RS-485. Для связи УО с ПЭВМ используется канал ETHERNET. Система может быть интегрирована в АСУТП.

Экспериментальная проверка методики и средств контроля технического состояния гидроагрегата по биениям вала. Для разрабатываемой системы решался ряд таких задач, как прием информации в виде аналоговых сигналов, аналоговая и цифровая обработка сигналов, синхронизация опроса по сигналу отметчика оборотов, спектральный анализ и другие.

Главными задачами были проверка совместного функционирования всех устройств системы и измерение биений вала с использованием этих устройств.

Испытания производились 29 декабря 2010 года на гидроагрегате №5 Новосибирской ГЭС во время проведения вибродиагностического обследования после капитального ремонта.

В процессе испытаний системы контроля технического состояния гидроагрегата производилось осциллографирование биений вала для каждого режима. Кроме этого, в автоматическом режиме определялись амплитуда и фаза первой гармонической составляющей биений



На рисунке 3 приведены сигналы биений вала для верхнего генераторного подшипника (ВГП) от датчиков, установленных в направлении (ВБ-НБ), при работе агрегата параллельно с системой в генераторном режиме с нагрузкой 40 МВт.

Амплитуды первой гармоники, измеренные помощью испытываемой системы, были сопоставлены с данными, полученными в ходе вибрационного обследования гидроагрегата при помощи мобильного микропроцессорного комплекса «МИК-16». Сопоставление динамики амплитуд биений вала для разных режимов приведено на рисунке 4 (направление ВБ-НБ).

 Сигнал биений вала вблизи ВГП,-48

Рис. 3. Сигнал биений вала вблизи ВГП, направление ВБ-НБ

Рис. 4. Динамика амплитуды биений вала вблизи ВГП, направление ВБ-НБ

Экспериментальная проверка методики диагностирования гидроагрегата средствами компьютерного моделирования. Проверка методики диагностирования была выполнена при помощи сравнения результатов измерений и испытаний на агрегате №7 Новосибирской ГЭС с результатами, полученными с помощью модели гибридной экспертной системы.

Для проверки методики диагностирования модули гибридной экспертной системы были обучены. Обучение гибридной экспертной системы состоит из двух этапов. На первом этапе были подготовлены данные для составления правил, на основе которых можно определять параметры дефектов, степени проявления отдельных дефектов и общую оценку состояния гидроагрегата. На втором этапе проводилось непосредственное обучение гибридных экспертных модулей. Для этого использовался пакет математического моделирования нечетко-нейронных систем Fuzzy Logic Toolbox.

Для окончательной проверки правильного функционирования обученной сети на вход подавался тестирующий набор входных параметров. В качестве таких параметров для экспертного модуля первого уровня иерархии (ЭМ1.х) были взяты данные двойной амплитуды биений вала, полученные в ходе послеремонтных измерений.

Амплитуды большинства параметров, полученных при моделировании, достаточно точно совпадают с измеренными послеремонтными значениями, что говорит о том, что гибридные экспертные модули обучены правильно. При этом есть расхождения с данными послеремонтных измерений для углов: между направлением действия массы и осью (),между направлением действия силы и осью () и между плоскостью уклона вала турбины и осью (). Разница между значениями углов не превышает 7 градусов. Наличие таких расхождений может быть связано с неточностью моделирования движения ротора.

Проверка ЭМ второго и третьего уровня иерархии производилась при помощи компьютерного моделирования. На входы модулей подавались выборки, отличные от обучающих. Полученные результаты подтверждают, что гибридная экспертная система диагностирования способна выявлять степень проявления определенных дефектов, а также оценивать состояние гидроагрегата.

При реализации подобной системы на практике главной трудностью использования экспертных систем является корректное обучение и определение граничных значений диагностических параметров. Поэтому на этапе подготовки к запуску в эксплуатацию потребуется привлечение экспертов в области технического диагностирования и эксплуатации гидроагрегатов.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

Основные выводы и результаты работы состоят в следующем.

1. Разработан метод оценки вибрационного состояния гидроагрегатов при непрерывном автоматическом контроле. При контроле технического состояния необходимо осуществлять оценку вибрации, как подвижных частей, так и неподвижных частей гидрогенератора. Перспективным направлением развития систем непрерывного контроля и технического диагностирования по параметрам вибрации представляется их выполнение в виде двух автоматических систем, первая из которых выполняет функции мониторинга параметров и отслеживания превышений предельно допустимых значений вибраций, а вторая – выявления конкретных дефектов и выдачи актуальных рекомендаций, направленных на увеличение срока службы оборудования гидроэлектростанции.

2. Предложен новый способ формирования тестирующих сигналов для используемых вихретоковых датчиков в качестве аппаратных средств измерения величин отклонений, устанавливаемых попарно вблизи направляющих подшипников вала гидроагрегата.

3. Предложена методика определения интегральных параметров биений путём их вычисления на основании собираемой информации о мгновенных значениях зазоров. Для этой цели используется дискретное преобразование Фурье. В качестве интегральных параметров, на основании анализа которых оценивается состояние гидроагрегата, приняты амплитуды биений вала на оборотной частоте и кратных ей гармонических составляющих, а также начальные фазы всех гармоник. При определении фазы гармонических составляющих учитывается угол запаздывания, обусловленный погрешностью фильтра низших частот устройства выборки и тестирования. С использованием предложенной методики разработан алгоритм расчёта биений вала гидроагрегата, который реализован в ОСРВ QNX 6.4.

4. Разработана методика технического диагностирования гидроагрегатов на основании информации о биениях вала. Для этого осуществлялось моделирование движения ротора гидроагрегата при наличии дефектов. Определено, какие дефекты могут быть выявлены на основании информации о биениях вала. Для выявления дефектов предложена модель гибридной экспертной системы, включающей в себя группу гибридных экспертных модулей, построенных с использованием методов нечёткой логики и реализованных в виде нейронной сети.

5. Осуществлен выбор режимов работы гидроагрегатов, при которых необходимо производить диагностирование, что позволяет наиболее полно определить наличие дефектов и распознать их.

6. Разработаны принципы построения систем контроля технического состояния и технического диагностирования гидроагрегатов на базе АСУТП. Осуществлена разработка аппаратных средств, в которые заложены предложенные принципы построения системы контроля технического состояния гидроагрегата.

7. Проверка работоспособности разработанных аппаратных и программных средств системы контроля технического состояния гидроагрегатов проведена на гидроагрегате № 5 Новосибирской ГЭС, в ходе которой при помощи отладочного варианта комплекса аппаратных средств системы контроля измерены биения вала. Сравнение полученных результатов осциллографирования биений вала с данными периодического вибрационного обследования показало, что разработанные аппаратные и программные средства обеспечивают получение данных, адекватно отражающих состояние контролируемого объекта.

8. Проверка методики технического диагностирования гидроагрегата проведена по результатам послеремонтного обследования гидроагрегата № 7 Новосибирской ГЭС. На основании этих результатов проведено обучение гибридных экспертных модулей с использованием средств компьютерного моделирования. Полученные результаты подтвердили адекватность модели гибридной экспертной системы выявления дефектов. Наличие погрешности при определении некоторых углов говорит о неточности математической модели движения ротора. Кроме того, как показали результаты, если производить диагностирование в одном или двух режимах, достоверное определения степеней отдельных дефектов затруднительно. Для корректного выявления дефектов необходимо непрерывное диагностирование во всех режимах работы гидроагрегата.

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Научные статьи в лицензируемых изданиях, рекомендованных ВАК:

1. Белоглазов А. В., Глазырин Г. В. Автоматическая система контроля и диагностики гидроагрегатов // Научные проблемы транспорта Сибири и Дальнего Востока. Новосибирск: Изд-во НГАВТ, 2009. Спец. вып. 1. С. 127–130.

Научные публикации в других изданиях:

  1. Белоглазов А. В. Устройство мониторинга движения вала гидроагрегата // Наука. Технологии. Инновации : материалы всерос. науч. конф. молодых ученых: в 7 ч. Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2007. Ч. 3. С. 190–191.
  2. Белоглазов А. В. Разработка автоматической системы контроля и диагностики гидроагрегатов // Наука. Технологии. Инновации : материалы всерос. науч. конф. молодых ученых : в 7 ч. – Новосибирск : Изд-во НГТУ, 2008. – Ч. 3. – С. 147–149.
  3. Белоглазов А. В., Глазырин Г. В. Разработка средств мониторинга биений вала гидроагрегата // Сб. науч. тр. НГТУ. Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2008. № 4 (54). С. 79–84.
  4. Белоглазов А. В. Применение нейронных сетей и теории нечетких множеств для выявления дефектов гидроагрегатов // Наука. Технологии. Инновации: материалы всерос. науч. конф. молодых ученых: в 7 ч. Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2009. Ч. 3. С. 95–97.
  5. Белоглазов А. В., Глазырин В. Е. Использование нейронных сетей и теории нечетких множеств для построения системы диагностики гидроагрегатов // Энергетика: экология, надежность, безопасность: материалы XV Всерос. науч.-техн. конф. Томск: Изд-во Том. гос. политехн. ун-та, 2009. С. 7–9.
  6. Белоглазов А. В. Исследование и выявление дефектов вращающейся части гидроагрегатов // Современные техника и технологии: сб. тр. XVI междунар. науч.-практ. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых: в 3 т. Томск: Изд-во Том. гос. политехн. ун-та, 2010. Т. 1. С. 17–18.
  7. Белоглазов А. В. Разработка ПТК для определения вибрационного состояния гидроагрегатов // Наука. Технологии. Инновации: материалы всерос. науч. конф. молодых ученых: в 4 ч. Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2010. Ч. 3. С. 41–42.

Отпечатано в типографии





Новосибирского государственного технического университета

630092, г. Новосибирск, пр. К. Маркса, 20

тел./факс. (383) 346-08-57

формат 60 Х 84/16, объём 1.5 п.л., тираж 100 экз.

заказ № подписано в печать 06.10.2011 г.



Pages:     | 1 | 2 ||
 

Похожие работы:








 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.