УДК 681.518.3

МОДУЛЬНАЯ СИСТЕМА КОНТРОЛЯ, ДИАГНОСТИКИ И ОЦЕНКИ ОСТАТОЧНОГО РЕСУРСА ЭЛЕКТРОПРИВОДА

Жуковский Юрий Леонидович1, Сизяков Екатерина Викторовна2
1Национальный минерально-сырьевой университет «Горный», к.т.н., доцент
2Национальный минерально-сырьевой университет «Горный», к.т.н., доцент

Аннотация
Данная статья посвящена формированию структуры интегрированной информационно-аналитической системы контроля, диагностики и оценки остаточного ресурса. Предложена модульная структура системы, позволяющая реализовывать каждую подсистему независимо от других. В системе предлагается выделить модуль позволяющий определять дополнительные потери в электроприводе на основании данных об износе и осуществляющий управление нагрузкой. Проведенное исследование позволяет выстроить систему, реализация которой позволить снизить затраты на обслуживание и ремонт оборудования, а также повысить энергоэффективность технологического процесса.

Ключевые слова: диагностика, информационная система, обслуживание, оценка ресурса, ремонт, электропривод


MODULAR MONITORING SYSTEM, DIAGNOSIS AND EVALUATION OF RESIDUAL LIFE ELECTRIC DRIVE

Zhukovsky Yurii Leonidovich1, Siziakova Ekaterina Viktorovna2
1National mineral resources university (university of mines), Ph.D., Assistant Professor
2National mineral resources university (university of mines), Ph.D., Assistant Professor

Abstract
This article deals with the formation of the structure of the integrated information-analytical system control, diagnostics and residual life assessment. A modular structure of the system allows you to implement each subsystem independently. The system proposed for the module allows to determine the additional losses in the drive on the basis of the wear and implement load control. This study allows to build a system, implementation of which will reduce the cost of maintenance and repair, as well as to increase energy efficiency of the process.

Keywords: diagnosis, electric, evaluation resources, information systems, maintenance, repair


Библиографическая ссылка на статью:
Жуковский Ю.Л., Сизяков Е.В. Модульная система контроля, диагностики и оценки остаточного ресурса электропривода // Современная техника и технологии. 2015. № 5 [Электронный ресурс]. URL: http://technology.snauka.ru/2015/05/7185 (дата обращения: 27.05.2017).

Для решения проблем надежной эксплуатации электропривода и исключения нерационального потребления электроэнергии оборудованием, находящемся в предаварийном состоянии, необходимо, помимо систем контроля и защиты, внедрение систем прогнозирования и оценки остаточного ресурса.

Использование принципов функциональной диагностики с переходом на систему мониторинга технического состояния электропривода даст возможность планировать проведение ремонтов, технического обслуживания, экономически оправданное продление срока службы оборудования, что в свою очередь позволит повысить ресурсоэффективность эксплуатации. Оптимальное прогнозирование снизит трудозатраты на ремонт,  расход запасных частей, простои и дополнительные потери, связанные с перегрузкой и работой изношенного оборудования.   Проведение технического обслуживания в этом случае производится только тогда, когда это необходимо в связи с наступлением высокой вероятности отказа оборудования. Тем самым не нарушается работа исправного механизма из-за вмешательства человека. Для того чтобы оперативно определять  состояние оборудования, контролировать и прогнозировать его работу необходимо наличие нескольких подсистем, которые должны быть объединены в интегрированную информационно аналитическую систему (ИИАС). Процесс разработки, внедрения и интеграция с систем такого рода c ERP является длительным и дорогостоящим, поэтому целесообразно реализовывать её модульно. Каждый модуль является законченной самостоятельной системой реализующей определенную функцию и отключение или вывод из работы других модулей не должен влиять на работу остальных.

Стационарные системы диагностики эффективны для крупных объектов с однотипными приводами, которые имеют постоянную загрузку и скорость вращения. В настоящее время нет готовых систем, которые были бы  унифицированы и могли применятся для различных производств [3]. В основном такие системы специализированны для конкретных машин и оборудования и основаны на вибрационном анализе. Однако для оборудования, которое работает в «тяжелых» условиях при наличии множества паразитных вибраций, а также зачастую невозможность получить доступа к оборудованию применение таких систем не является возможным [1].

При формировании требований к системе необходимо выбрать:  виды диагностики, методы обработки данных и  средства сбора информации, которые позволят реализовать систему при наименьших затратах, максимально используя оборудование и системы, которые уже есть на предприятии. На настоящий момент нет безошибочного метода контроля и диагностики, поскольку могут встречаться нештатные условия эксплуатации электропривода, переходные процессы, обусловленные случайным характером нагрузки и изменением управляющего воздействия, поэтому применяемые диагностические методы должны быть избыточны по физической сути и набору диагностических параметров[2]. В связи с этим входные данные для ИИАС (рисунок 1) можно разбить на ON-Line параметры и Off-Line.

ON-Line параметры необходимы для оперативного контроля и прогнозирования на небольшой промежуток времени достаточного для удовлетворения непрерывности технологического процесса и своевременного обнаружения возможности развития аварии. На основании обработки данных ИИАС сможет заблаговременно сигнализировать о возможной аварии и остановить оборудование в случае необходимости.  В ON-Line входят параметры:

окружающей среды (температура, загазованность, влажность и.т.д.);

двигателя (ток, напряжение, скорость, температура, вибрации, гармонический состав тока и.т.д.);

питающей сети (несимметрия напряжений, отклонение напряжения, отклонение частоты, коэффициенты гармонических составляющих и.т.д.);

технологического процесса (загрузка, положение, время работы и.т.д.).

Off-Line параметры необходимы для последующего моделирования и прогнозирования как на короткий, так и на длительный интервал времени, что, в свою очередь, позволит оптимально организовать плановые ремонты, вывод оборудования из работы и заказ запасных частей. Помимо основных параметров, которые снимаются в  ON-Line режиме для системы необходимы данные о проведенных ремонтах, данные об авариях, данные полученные в результате комплексной и экспресс диагностики. На основании совокупности входных данных ИИАС формирует отчет об износе отдельных узлов электропривода и о вероятности выхода их из строя. На следующем этапе определяются причины износа и  их вклад в износ определенного узла электропривода. На основании этих знаний принимается решение об управлении нагрузкой и о заказе запасных частей, износ которых превышает пороговое значение. Отдельный модуль ИИАС осуществляет расчет дополнительных потерь, которые возникают в электроприводе в результате значительного износа деталей, неудовлетворительном качестве питающего напряжения, перегреве или не оптимальной работы электропривода, по этим данным выдаются рекомендации по энергосбережению.

Рисунок 1. Структурная схема ИИАС контроля, диагностики и оценки остаточного ресурса электропривода.

В результате обработки данных представленная модульная система делает заключение об общем состояние электропривода и прогноз на заданный промежуток времени, на основании которых принимается решение о выводе оборудования в плановый ремонт или проведении комплексной диагностики. Представленная ИИАС контроля, диагностики и оценки остаточного ресурса электропривода, позволит  полностью перейти от системы планово-предупредительных ремонтов к системе обслуживания по фактическому состоянию, а также на основе кратковременных прогнозов предупреждать возникновение серьезных аварий в результате внезапного выхода из строя оборудования.


Библиографический список
  1. Козярук А.Е. , Жуковский Ю.Л., Коржев А.А. Кривенко А.В. Диагностика и оценка остаточного ресурса электромеханического оборудования, работающего в тяжелых условиях, по электрическим параметрам. Спб: Записки Горного института , т. 192, 2011.
  2. Козярук А.Е., Жуковский Ю.Л. Система обслуживания электромеханического оборудования машин и механизмов по фактическому состоянию. Москва: Горное оборудование и электромеханика, 2014, № 10, с. 8-14.
  3. Козярук А.Е., Кривенко А.В., Жуковский Ю.Л.,  Коржев А.А., Бабурин С.В., Черемушкина М.С. Диагностика и оценка остаточного ресурса электромеханического оборудования машин и механизмов. Национальный минерально-сырьевой университет «Горный». Спб, 2013. 90 с.


Все статьи автора «Котелева Наталья Ивановна»


© Если вы обнаружили нарушение авторских или смежных прав, пожалуйста, незамедлительно сообщите нам об этом по электронной почте или через форму обратной связи.

Связь с автором (комментарии/рецензии к статье)

Оставить комментарий

Вы должны авторизоваться, чтобы оставить комментарий.

Если Вы еще не зарегистрированы на сайте, то Вам необходимо зарегистрироваться: