Контроль стану вузлів динамічних промислових об'єктів

Abstract

В даній статті розглянута можливість здійснення контролю стану вузлів складного динамічного промислового об'єкту за рахунок використання безрозбірних технологій. В якості базового промислового об'єкту обрана паливна система дизель-генераторної установки, основним елементом якої є форсунка. Базовим параметром для відслідковування стану промислового об'єкту є механічна вібрація. Вимірювальний канал з п'єзоелектричним датчиком отримує вимірювальний сигнал, нормує його характеристики і переводить в цифрову форму. Отримана дискретна реалізація є часовою реалізацією, для аналізу такої реалізації здійснюється спектральне перетворення вимірювального сигналу. В статті досліджені основні методи спектрального перетворення: перетворення Фур'є, віконне перетворення Фур'є, неперервне вейвлет перетворення, дискретне вейвлет перетворення. Були проаналізовані переваги і недоліки кожного методу і обраний базовий для подальших досліджень. Для здійснення контролю стану вузлів складного промислового динамічного об'єкту в режимі реального часу запроваджується дискретне вейвлет перетворення з використанням вейвлету Хаара. Вейвлет Хаара дозволяє виконати автоматизацію алгоритму спектрального перетворення із залученням електронного діагностичного блоку з мінімальними характеристиками по об'єму пам'яті і швидкодії. Розкладення вимірювального сигналу механічної вібрації дозволяє представити цей сигнал в різних частотах і виділити корисний сигнал, постійну складову, низькочастотний тренд і шумову складову сигналу. Корисний сигнал досліджений на предмет близькості в просторі інформаційних ознак по відстані d паливної системи з робочими форсунками і із заданими несправностями. Це дозволило розробити і реалізувати на практиці алгоритм контролю стану форсунок дизель-генераторної установки в режимі реального часу.

This article discusses the possibility of monitoring the state of the nodes of a complex dynamic industrial facility through the use of disassembled technologies. The fuel system of the diesel generator set, the main element of which is the injector, was chosen as the basic industrial object. The basic parameter for monitoring the condition of an industrial facility is mechanical vibration. The measuring channel with the piezoelectric sensor receives a measuring signal, normalizes its characteristics and translates it into a digital form. The obtained discrete implementation is a temporal implementation, for the analysis of such implementation the spectral transformation of the measuring signal is carried out. The main methods of spectral transformation are investigated in the article: Fourier transform, window Fourier transform, continuous wavelet transform, discrete transformation. The advantages and disadvantages of each method were analyzed and the basic one was chosen for further research. To monitor the state of the nodes of a complex industrial dynamic object in real time, a discrete wavelet transform using the Haar wavelet is introduced. Hawar's wavelet allows automation of the spectral transformation algorithm with the involvement of an electronic diagnostic unit with minimal characteristics in terms of memory and speed. Decomposition of the measuring signal of mechanical vibration allows to present this signal in different frequencies and to allocate a useful signal, a constant component, a low-frequency trend and a noise component of a signal. The useful signal is investigated for the proximity in the space of information signs on the distance d of the fuel system with working injectors and with the specified faults. This allowed to develop and implement in practice an algorithm for monitoring the state of the injectors of the diesel generator set in real time.