PL207601B1 - Sposób i urządzenie do diagnozowania urządzeń technicznych - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób i urządzenie do diagnozowania urządzeń technicznych, w którym dokonuje się oceny stanu urządzeń na podstawie wyników róż norodnych technicznych testów sprawdzających, wykonywanych dla danego urządzenia dla różnych podzespołów urządzenia technicznego.

Po wykonaniu wielu technicznych testów sprawdzających dla urządzenia technicznego lub jego podzespołów i zapisaniu wyników tych testów na nośniku komputerowym lub ich zapamiętaniu w pamięci urządzenia komputerowego, zazwyczaj przeprowadza się komputerową analizę wyników testów, po czym za pomocą odpowiedniego programu komputerowego do diagnozowania, ocenia się stan urządzeń technicznych. W przypadku, kiedy dla danego urządzenia technicznego można wykonać szereg różnych testów, lub też testować kilka podzespołów, pojawia się problem zarządzania konfiguracją zmiennych danych pomiarowych, stałych właściwości, czy też alarmów związanych z tymi testami. Może się zdarzyć, że jedna dana jest potrzebna do kilku testów. Może się również zdarzyć, że wyniki jednych testów są potrzebne do wykonania obliczeń związanych z innymi testami. Śledzenie wzajemnych zależności pomiędzy testami, dodawanie, a zwłaszcza usuwanie konkretnego testu wiąże się więc z dodawaniem lub usuwaniem potencjalnie dużej liczby zmiennych, stałych i alarmów, co jest kłopotliwe, powoduje pomyłki i utrudnia modularne projektowanie systemu. Wynalazek rozwiązuje zagadnienie usunięcia lub znacznego złagodzenia trudności związanych z zarządzaniem konfiguracją danych, pozyskanych w wyniku wykonania testów sprawdzających, przydatnych do diagnostyki urządzeń technicznych.

Istotą sposobu diagnozowania urządzeń technicznych, w którym wykorzystuje się wyniki co najmniej dwóch testów pomiarowych wykonywanych dla danego urządzenia technicznego, które to wyniki przetwarza się w urządzeniu komputerowym zaopatrzonym w program komputerowy do diagnozowania urządzeń technicznych, jest to, że konfigurację poszczególnych testów pomiarowych zapamiętuje się w oddzielnych szablonach, w formie określonych elementów składowych, odpowiednio zgrupowanych i zdefiniowanych, a następnie elementy składowe każdego z szablonów, porównuje się z elementami składowymi z co najmniej jednego innego szablonu i wyszukuje się identyczne elementy składowe z poszczególnych szablonów, a następnie łączy się ze sobą szablony i automatycznie generuje się nowy szablon, który zawiera oprócz elementów składowych specyficznych dla każdego z poszczególnych szablonów, również elementy składowe wspólne z co najmniej jednym z pozostałych szablonów, po czym na podstawie tak utworzonego szablonu, wytwarza się nową konfigurację testu pomiarowego, którą przedstawia się użytkownikowi jako uproszczony sposób diagnozowania urządzenia technicznego.

Korzystnie elementy składowe definiuje się jako parametry stałe, zmienne wejściowe, wyniki pośrednie oraz alarmy.

Korzystnie definiuje się zmienne wejściowe w postaci liczb, tablic liczb, tekstu i/lub obrazów albo dźwięków.

Korzystnie definiuje się parametry stałe w postaci danych liczbowych lub tekstowych dotyczących diagnozowanego urządzenia technicznego.

Korzystnie definiuje się parametry stałe w postaci danych liczbowych lub tekstowych dotyczących dopuszczalnych granic normalnego działania diagnozowanego urządzenia technicznego.

Korzystnie wyszukuje się z różnych szablonów identyczne elementy składowe będące parametrami stałymi.

Korzystnie wyszukuje się z różnych szablonów identyczne elementy składowe będące zmiennymi wejściowymi.

Korzystnie wyszukuje się z różnych szablonów identyczne elementy składowe będące wynikami pośrednimi, odpowiadające elementom składowym, będącym zmiennymi wejściowymi innych szablonów.

Urządzenie do diagnozowania urządzeń technicznych, w którym zapamiętuje się i poddaje obróbce komputerowej wyniki testów pomiarowych wykonywanych dla danego urządzenia technicznego, podczas której definiuje się rodzaj parametrów zmiennych i stałych związanych z wykonywanym testem pomiarowym, zaopatrzone w program komputerowy do diagnozowania urządzeń technicznych, charakteryzuje się tym, że ma:

PL 207 601 B1

- środki do zapamię tywania w oddzielnych szablonach, zdefiniowanych elementów składowych w formie określonych modułów cząstkowych, które zawierają definicje rodzaju parametrów zmiennych i stał ych lub obliczeń i alarmów zwią zanych z danym testem,

- środki do porównywania zapamię tanych elementów składowych, w celu określenia które elementy składowe dla co najmniej jednego z szablonów, odpowiadają takim samym elementom składowym dla innych szablonów,

- środki do łączenia ze sobą elementów składowych identycznych, występujących w różnych szablonach,

- ś rodki do automatycznego generowania nowego szablonu, poprzez przyłączanie do połączonych identycznych elementów składowych innych elementów składowych, pozostałych w co najmniej jednym szablonie,

- środki do wizualizacji nowego testu pomiarowego, wytworzonego na podstawie wygenerowanego nowego szablonu.

Zaletą wynalazku jest umożliwienie takiego prowadzenia procesu zarządzania konfiguracjami testów technicznych przydatnych dla diagnostyki przemysłowej, w wyniku którego znacznie upraszcza się sposób diagnozowania urządzeń technicznych, poprzez automatyczne generowanie w urządzeniu komputerowym takich konfiguracji testów, które pozwolą na przyspieszenie przeprowadzania testów i zaoszczędzenie czasu obliczeniowego urządzenia komputerowego do diagnozowania, przy zachowaniu wysokiej jakości wyników analizy diagnostycznej.

Sposób według wynalazku przedstawiony jest w przykładowym wykonaniu na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia uproszczony schemat blokowy typowego urządzenia komputerowego wraz z poglądowymi szablonami testów pomiarowych, poddawanych obróbce komputerowej w tym urządzeniu, a fig. 2 - schemat urządzenia, za pomocą którego realizuje się sposób według wynalazku.

W przykł adowym wykonaniu sposobu wedł ug wynalazku, przeprowadza się za pomocą znanych urządzeń do pomiaru, dwa testy pomiarowe dla maszyny obrotowej, którą jest na przykład silnik elektryczny. Pierwszy test pomiarowy dotyczy określenia prędkości obrotowej maszyny obrotowej na podstawie pomiaru wibracji jego określonych podzespołów, zaś drugi test pomiarowy dotyczy określenia stanu łożysk tocznych maszyny obrotowej, również na podstawie wibracji jej określonych podzespołów. Dla każdego testu pomiarowego definiuje się odrębne szablony T1 i T2. Szablony te zapamiętuje się w pamięci 1 urządzenia komputerowego U. Urządzenie komputerowe U zawiera pamięć 1, procesor 2, pamięć masową 3, adapter komunikacyjny 4 oraz nie uwzględnione na rysunku (fig. 1) urządzenia peryferyjne w postaci klawiatury, myszy i ekranu, bądź drukarki.

Szablon pierwszy T1 służy do określenia prędkości obrotowej testowanej maszyny obrotowej na podstawie pomiaru wibracji. W szablonie tym definiuje się pierwsze dwa elementy składowe w postaci zmiennych, stanowiące wynik dwóch rodzajów pomiarów wejściowych, dotyczących pomiaru przebiegu czasowego wibracji urządzenia po stronie napędowej - pomiar P1, i po stronie przeciwnapędowej - pomiar P2. Jako trzeci element składowy definiuje się właściwość stałą testu tj. maksymalną prędkość obrotową M maszyny obrotowej. W wyniku przeprowadzonego testu, na podstawie zmierzonych danych wejściowych P1 i P2 oraz obliczeń komputerowych, wykonanych według konkretnego algorytmu dostarczonego z programem diagnozującym zaimplementowanym w urządzeniu komputerowym, otrzymuje się aktualną wynikową prędkość obrotową O maszyny, stanowiącą czwarty element składowy. W szablonie pierwszym T1 jako piąty element składowy definiuje się również wartość alarmu A, który sygnalizuje się w przypadku, gdy wynikowa prędkość obrotowa O przekracza zdefiniowaną maksymalną prędkość obrotową M testowanej maszyny.

Szablon drugi T2 służy do określania stanu łożysk tocznych maszyny obrotowej. W szablonie tym definiuje się test stanu łożysk tocznych maszyny obrotowej na podstawie pomiaru wibracji wału, ułożyskowanego na badanych łożyskach tocznych. Jako pierwszy element składowy zawierający dane wejściowe, zdefiniowana jest prędkość obrotowa wału o, a jako drugi i trzeci - przebiegi czasowe wibracji p1 i p2 mierzone po stronie napędowej i przeciwnapędowej maszyny. Jako czwarty element składowy definiuje się właściwości stałe, stanowiące częstotliwości charakterystyczne defektów c elementów łożyska, wyrażone w postaci wielokrotności częstotliwości obrotowej. Jako piąty element składowy s definiuje się wynik częściowy, którym jest liczba charakteryzująca stan łożyska, obliczona na podstawie danych wejściowych, przy uwzględnieniu częstotliwości defektów łożysk. Jako szósty element składowy definiuje się wartość alarmu b, który sygnalizuje się w momencie, gdy stan łożyska s przekroczy wartość dopuszczalną na przykład 2,5.

PL 207 601 B1

Z tak zdefiniowanych szablonów testów, zapisanych na dowolnym noś niku komputerowym i dostarczonych do urządzenia komputerowego U, po ich zapamiętaniu w pamięci komputera w postaci elementów składowych E, za pomocą zaimplementowanego w procesorze modułu komparatora 5 do porównywania elementów składowych E, porównuje się elementy składowe z obu szablonów. Następnie w module 6 zbierającym szablony, zaimplementowanym w procesorze, łączy się ze sobą identyczne elementy składowe E, wspólne dla obu szablonów. W czynności kolejnej w module generatora 7, zaimplementowanym w procesorze, generuje się odrębny szablon testowy T3. Sposób tworzenia szablonu T3 polega takim połączeniu szablonów T1 i T2, że w pierwszej kolejności zmienne wejściowe P1 i P2 z pierwszego szablonu T1 zostają zidentyfikowane z odpowiednimi identycznymi zmiennymi p1 i p2 z drugiego szablonu T2. W wyniku takiego połączenia szablonów, zdefiniowane są tylko dwie, a nie cztery zmienne, co w znacznym stopniu zawęża ilość koniecznych do pomiaru danych i pozwala na znaczne zaoszczędzenie czasu obliczeniowego urządzenia komputerowego. Wynikowa prędkość obrotowa O z pierwszego szablonu zostaje zidentyfikowana z wejściową prędkością obrotową o z drugiego szablonu. W rezultacie aktualna prędkość obrotowa wału o nie musi być mierzona, ponieważ jest wyliczana przy wykorzystaniu algorytmu dostarczonego z programem diagnozującym zaimplementowanym w urządzenia komputerowym w szablonie pierwszym T1. Pominięcie wykonywania pomiarów aktualnej prędkości obrotowej wału o pozwala na skrócenie czasu wykonywania testu pomiarowego T2. W rezultacie przeprowadzonych testów pomiarowych T1 i T2 zdefiniowane zostają dwa alarmy: jeden A dotyczący prędkości obrotowej i pochodzący z pierwszego szablonu T1, a drugi b dotyczący stanu łożyska, pochodzący z drugiego szablonu T2. W ten sposób połączone szablony wspólnie definiują pomiary wejściowe, stałe właściwości, wyniki, oraz alarmy związane z określaniem stanu monitorowanego urządzenia. Nowy szablon testowy T3 przedstawia się użytkownikowi urządzenia komputerowego za pomocą typowego urządzenia do wizualizacji wyników 8. Następnie za pomocą procesora urządzenia komputerowego U, wyposażonego w odpowiedni program diagnozujący, przeprowadza się analizę wyników przeprowadzonych testów, w celu określenia stanu urządzenia testowanego.

Sposób oraz urządzenie według wynalazku, mają na celu umożliwienie modularnego podejścia do konfiguracji testów urządzeń technicznych. Sposób opiera się na tworzeniu dla każdego rodzaju testu szablonów definiujących wszystkie zmienne, właściwości stałe i alarmy związane z danym testem oraz na obserwacji, że w każdym teście mogą brać udział pewne dane wejściowe, pewne stałe właściwości, pewne definicje alarmów, oraz dodatkowo mogą być wyliczane i używane wyniki pośrednie. W każdym szablonie testu definiuje się testowe dane wejściowe, stałe właściwości, obliczenia wartości pośrednich oraz alarmy, które są wynikiem porównania danych wejściowych, właściwości stałych oraz wartości pośrednich. W szablonach można również zdefiniować wiadomości, które przekazuje się użytkownikowi w wypadku zaistnienia konkretnego warunku lub też definiuje się instrukcje, które określają podejmowane w takim wypadku akcje. Poszczególne szablony testów, zdefiniowane dla danego urządzenia, można ze sobą łączyć za pośrednictwem modułu zbierającego szablony testów. W procesie łączenia szablonów połączone zostają wszystkie definicje odnoszące się do jednej zmiennej wejściowej, do jednej stałej właściwości, itd. Równocześnie wyliczone wyniki częściowe jednego szablonu zostają zidentyfikowane z danymi wejściowymi innego szablonu, jeśli jest to możliwe.

Claims (9)

1. Sposób diagnozowania urządzeń technicznych, w którym wykorzystuje się wyniki co najmniej dwóch testów pomiarowych wykonywanych dla danego urządzenia technicznego, które to wyniki przetwarza się w urządzeniu komputerowym zaopatrzonym w program komputerowy do diagnozowania urządzeń technicznych, znamienny tym, że konfigurację poszczególnych testów pomiarowych zapamiętuje się w oddzielnych szablonach, w formie określonych elementów składowych, odpowiednio zgrupowanych i zdefiniowanych, a następnie elementy składowe każdego z szablonów, porównuje się z elementami składowymi z co najmniej jednego innego szablonu i wyszukuje się identyczne elementy składowe z poszczególnych szablonów, a następnie łączy się ze sobą szablony i automatycznie generuje się nowy szablon, który zawiera oprócz elementów składowych specyficznych dla każdego z poszczególnych szablonów, również elementy składowe wspólne z co najmniej jednym z pozostałych szablonów, po czym na podstawie tak utworzonego szablonu, wytwarza się nową konfigurację

PL 207 601 B1 testu pomiarowego, którą przedstawia się użytkownikowi jako uproszczony sposób diagnozowania urządzenia technicznego.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że elementy składowe definiuje się jako parametry stałe, zmienne wejściowe, wyniki pośrednie oraz alarmy.

3. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że definiuje się zmienne wejściowe w postaci liczb, tablic liczb, tekstu i/lub obrazów albo dźwięków.

4. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że definiuje się parametry stałe w postaci danych liczbowych lub tekstowych dotyczących diagnozowanego urządzenia technicznego.

5. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że definiuje się parametry stałe w postaci danych liczbowych lub tekstowych dotyczących dopuszczalnych granic normalnego działania diagnozowanego urządzenia technicznego.

6. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że wyszukuje się z różnych szablonów identyczne elementy składowe będące parametrami stałymi.

7. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że wyszukuje się z różnych szablonów identyczne elementy składowe będące zmiennymi wejściowymi.

8. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że wyszukuje się z różnych szablonów identyczne elementy składowe będące wynikami pośrednimi, odpowiadające elementom składowym, będącym zmiennymi wejściowymi innych szablonów.

9. Urządzenie do diagnozowania urządzeń technicznych, w którym zapamiętuje się i poddaje obróbce komputerowej wyniki testów pomiarowych wykonywanych dla danego urządzenia technicznego, podczas której definiuje się rodzaj parametrów zmiennych i stałych związanych z wykonywanym testem pomiarowym, zaopatrzone w program komputerowy do diagnozowania urządzeń technicznych, znamienne tym, że ma:

- środki do zapamiętywania w oddzielnych szablonach, zdefiniowanych elementów składowych w formie okreś lonych modułów cząstkowych, które zawierają definicje rodzaju parametrów zmiennych i stałych lub obliczeń i alarmów związanych z danym testem,

- ś rodki do porównywania zapamię tanych elementów skł adowych, w celu okreś lenia, które elementy składowe dla co najmniej jednego z szablonów, odpowiadają takim samym elementom składowym dla innych szablonów,

- środki do łączenia ze sobą elementów składowych identycznych, występujących w różnych szablonach,

- ś rodki do automatycznego generowania nowego szablonu, poprzez przyłączanie do połączonych identycznych elementów składowych innych elementów składowych, pozostałych w co najmniej jednym szablonie,

- środki do wizualizacji nowego testu pomiarowego, wytworzonego na podstawie wygenerowanego nowego szablonu.