RU2145735C1 - Process testing and evaluating technical state of multiparameter object of diagnostics by data of measurement information - Google Patents

Process testing and evaluating technical state of multiparameter object of diagnostics by data of measurement information Download PDF

Info

Publication number
RU2145735C1
RU2145735C1 RU99103838A RU99103838A RU2145735C1 RU 2145735 C1 RU2145735 C1 RU 2145735C1 RU 99103838 A RU99103838 A RU 99103838A RU 99103838 A RU99103838 A RU 99103838A RU 2145735 C1 RU2145735 C1 RU 2145735C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
structural
structural elements
diagnostics
color
states
Prior art date
Application number
RU99103838A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
В.В. Омельченко
О.Ю. Щербаков
Б.С. Старшинов
Original Assignee
Военная академия Ракетных войск стратегического назначения им.Петра Великого
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Военная академия Ракетных войск стратегического назначения им.Петра Великого filed Critical Военная академия Ракетных войск стратегического назначения им.Петра Великого
Priority to RU99103838A priority Critical patent/RU2145735C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2145735C1 publication Critical patent/RU2145735C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: technical diagnostics of complex technical objects. SUBSTANCE: process is based on division of structural and functional circuit of multiparameter object of diagnostics into equivalence and tolerance spaces or their combinations. Joint functioning of structural elements of multiparameter object of diagnostics is presented a priori in the form of structural and functional circuit of states built from sequentially-arranged, radially-arranged and fully coupled arranged structures of interrelation of states of structural elements of multiparameter object of diagnostics shown on screen of video monitor in the form of equivalence and tolerance spaces or their combinations which under normal operation are coded by one color, for instance, green. If anomalous situation emerges anomalous region of states of structural elements is isolated and coded by another color, for instance, red. Color-coded " n by t " matrix is made up, where n is numbers of parameters ( pickups ) that fall outside the tolerance ( starting from first one ) and t is time corresponding to them. Then parameters ( pickups ) recording anomaly and location of faulty structural element or aggregate of structural elements are determined. EFFECT: timely detection of region of faulty technical states of object. 4 dwg

Description

Изобретение относится к области технической диагностики (распознавания) сложных технических объектов и предназначено для контроля и оценки технического многопараметрического объекта диагностики с помощью ЭВМ по данным измерительной информации. The invention relates to the field of technical diagnostics (recognition) of complex technical objects and is intended for monitoring and evaluating a technical multi-parameter diagnostic object using a computer according to the measurement information.

Известен способ контроля и оценки технического состояния многопараметрического объекта диагностики по данным измерительной информации, заключающийся в преобразовании амплитуды параметров датчиков в информационные цветокодовые сигналы, посредством матрицы, столбцы которой соответствуют номерам датчиков, а строки - заданным временным интервалам. При превышении амплитудой датчика заданного диапазона информационный цветокодовый сигнал в матрице меняет свой цвет, что наблюдается на экране видеомонитора [1]. There is a method of monitoring and evaluating the technical condition of a multi-parameter diagnostic object according to the measurement information, which consists in converting the amplitude of the parameters of the sensors into information color codes, using a matrix whose columns correspond to the numbers of the sensors and the rows to the specified time intervals. When the sensor amplitude exceeds a specified range, the information color-code signal in the matrix changes color, which is observed on the screen of a video monitor [1].

Недостатком прототипа является то, что описываемый способ фиксирует характер изменения состояния объекта и не позволяет проводить допусковую оценку технического состояния объекта. The disadvantage of the prototype is that the described method captures the nature of the change in the state of the object and does not allow an admission assessment of the technical condition of the object.

Цель данного изобретения - оперативное обнаружение области неисправных технических состояний (топологии) многопараметрического объекта диагностики. The purpose of this invention is the operational detection of areas of faulty technical conditions (topology) of a multi-parameter diagnostic object.

Поставленная цель достигается тем, что текущее состояние многопараметрического объекта диагностики на экране видеомонитора изображается в виде структурно-функциональной схемы состояний структурных элементов многопараметрического объекта диагностики, которая составляет априорно и представляется в виде соответствующей структурно-функциональной схемы состояний, построенной из базовых структурных описаний в виде последовательно-упорядоченных, радиально-упорядоченных и полносвязно-упорядоченных пространств (структур) эквивалентности и толерантности или их комбинаций. Априорная структурно-функциональная схема состояний многопараметрического объекта диагностики для штатного режима работы кодируется одним цветом видимого спектра (например, зеленым), при нештатной работе - другим (например, красным). При возникновении аномальной ситуации неисправных состояний, что регистрируется при допусковой обработке параметров измерительной информации, на структурно-функциональной схеме состояний, отображаемой на экране монитора, выделяют аномальную область работы датчиков, которая кодируется другим цветом (например, красным); дополнительно составляется цветокодовая матрица состояний размером "n на t", где n - номера датчиков, вышедших за допуск (начиная с первого), а t - время наблюдения (регистрации) аномалий (цветокодовая матрица играет лишь вспомогательную роль при возникновении аномалий); определяется датчик (или группа датчиков), фиксирующий аномалию и местонахождение (топологию) неисправного структурного элемента или множества структурных элементов, охваченных причинно-следственными связями с неисправным структурным элементом. This goal is achieved by the fact that the current state of the multi-parameter diagnostic object on the video monitor screen is depicted in the form of a structural-functional state diagram of the structural elements of the multi-parameter diagnostic object, which is a priori and presented in the form of the corresponding structural-functional state diagram constructed from the basic structural descriptions in the form of sequential -ordered, radially ordered and fully-connected ordered spaces (structures) is equivalent STI and tolerance, or combinations thereof. The a priori structural and functional diagram of the states of a multi-parameter diagnostic object for normal operation is encoded in one color of the visible spectrum (for example, green), and during emergency operation, in another (for example, red). In the event of an abnormal situation of malfunctioning states, which is recorded during tolerance processing of the parameters of the measuring information, the anomalous area of the sensors that is encoded in a different color (for example, red) is allocated on the structural-functional state diagram displayed on the monitor screen; additionally, a flower-code matrix of states of size “n by t” is compiled, where n are the numbers of sensors that have gone beyond the tolerance (starting from the first), and t is the time of observation (registration) of anomalies (the flower-code matrix plays only an auxiliary role in the event of anomalies); a sensor (or a group of sensors) is determined that fixes the anomaly and location (topology) of the faulty structural element or the set of structural elements covered by cause-effect relationships with the faulty structural element.

Сравнительный анализ технического решения с прототипом показывает, что заявленное техническое решение отличается от прототипа использованием структурно-функциональной схемы штатного состояния многопараметрического объекта диагностики, составленной априорно в виде различного сочетания зон (состояний) эквивалентности и толерантности и кодируемой в различные цвета в процессе контроля текущих состояний многопараметрического объекта диагностики. Таким образом, заявляемый способ контроля и оценки технического состояния многопараметрического объекта диагностики по данным измерительной информации соответствует критерию изобретения "новизна". A comparative analysis of the technical solution with the prototype shows that the claimed technical solution differs from the prototype in using the structural-functional diagram of the standard state of the multiparameter diagnostic object, a priori compiled in the form of a different combination of zones (states) of equivalence and tolerance and encoded in different colors in the process of monitoring the current states of the multiparameter diagnostic object. Thus, the claimed method of monitoring and evaluating the technical condition of a multi-parameter diagnostic object according to the measurement information meets the criteria of the invention of "novelty."

Поиск технических решений в данной области техники не выявил среди них отличительных признаков заявляемого технического решения, совокупность которых и позволяет получить требуемый результат, что соответствует критерию "изобретательский уровень". The search for technical solutions in this technical field did not reveal among them the distinguishing features of the claimed technical solution, the combination of which allows us to obtain the desired result, which meets the criterion of "inventive step".

Состояние каждого структурного элемента многопараметрического объекта диагностики, в котором установлены измерительные датчики, можно изобразить на экране монитора посредством прямоугольников состояний, представляемых в виде пространств (классов состояний многопараметрического объекта диагностики) эквивалентности и толерантности. Полагаем, что структурные элементы находятся в причинно-следственной связи между собой, при этом возможна следующая декомпозиция структурных элементов на классы состояний:
а) эквивалентное состояние - возникает, когда состояние (классы состояний) структурных элементов четко различимо, то есть выход одного структурного элемента из строя однозначно определяет состояние другого сопряженного структурного элемента (исправен - неисправен);
б) толерантное состояние - возникает, когда состояние (классы состояний) структурных элементов невозможно четко различить, то есть выход одного структурного элемента из строя неоднозначно определяет состояние другого сопряженного структурного элемента (исправен - неисправен).
The state of each structural element of the multi-parameter diagnostic object in which the measuring sensors are installed can be displayed on the monitor screen using state rectangles represented as spaces (state classes of the multi-parameter diagnostic object) of equivalence and tolerance. We believe that structural elements are in a causal relationship with each other, while the following decomposition of structural elements into state classes is possible:
a) equivalent state - occurs when the state (classes of states) of structural elements is clearly distinguishable, that is, the failure of one structural element inoperatively unambiguously determines the state of another conjugated structural element (operational - faulty);
b) tolerant state - occurs when the state (state classes) of structural elements cannot be clearly distinguished, that is, the failure of one structural element inoperatively determines the state of another conjugated structural element (operational - faulty).

Существует три вида толерантных структур или три вида толерантных состояний:
1) последовательно-упорядоченное (фиг. 1 "а"), характерно для структурных элементов, соединенных последовательно друг за другом, т.е. нечеткость состояния обусловлена подачей на вход исправного структурного элемента недопустимых сигналов, сформированных неисправным "j - 1" или "j + k" -м структурным элементом (что возможно за счет наличия обратных связей), математически это представляется следующим образом:
(S н j-1,j ⊂ S т j-1 )&(S н j-1,j ⊂ S т j ), (1)
где SjT - толерантное состояние j-го структурного элемента;
SjT - толерантное состояние (j - 1)-го структурного элемента;
SHj-1,j - нечеткое состояние (j - 1)-го и j - го структурных элементов, охваченных обратными последовательно-упорядоченными связями, обусловленное наличием недопустимых сигналов, сформированных неисправным "j = 1" или "j + k" - м структурным элементом;
2) радиально-упорядоченное (фиг. 1"б") - характер для структурных элементов, соединенных по принципу "каждый с центром, центр с каждым", т.е. нечеткость состояния обусловлена подачей на вход исправного центрального структурного элемента недопустимых сигналов, сформированных неисправным "j"-м структурным элементом, что математически представляется следующим образом:
j ∈ N-1[(S н j,N ⊂ S т j )&(S н j,N ⊂ S т N )], (2)
где SjT - толерантное состояние каждого j-го структурного элемента;
SNT - толерантность состояния центрального N-го структурного элемента;
SHj,N - нечеткое состояние аналогичных структурных элементов;
3) полносвязно-упорядоченное (фиг. 1 "в") - характерно для структурных элементов, соединенных по принципу "каждый с каждым", т.е. нечеткость состояния обусловлена подачей на вход любого исправного структурного элемента недопустимых сигналов, сформированных любыми неисправными "i, j"-ми структурынми элементами, что математически представляется следующим образом:
i,j(S н i,j ⊂ S т i )&(S н i,j ⊂ S т j ) (3)
где SiT - толерантное состояние каждого i-го структурного элемента;
SjT - толерантное состояние каждого j-го структурного элемента;
SHi,j - нечеткое состояние аналогичных структурных элементов.
There are three types of tolerant structures or three types of tolerant states:
1) sequentially ordered (Fig. 1 "a"), characteristic of structural elements connected in series one after another, i.e. the state is unclear due to the input to the working structural element of invalid signals generated by the faulty "j - 1" or "j + k" -th structural element (which is possible due to the presence of feedbacks), mathematically it is as follows:
(S n j-1, j ⊂ S t j-1 ) & (S n j-1, j ⊂ S t j ), (1)
where S j T is the tolerant state of the j-th structural element;
S j T is the tolerant state of the (j - 1) th structural element;
S H j-1, j is the fuzzy state of the (j - 1) -th and j-th structural elements covered by reverse sequentially ordered bonds due to the presence of invalid signals generated by the faulty "j = 1" or "j + k" - m structural element;
2) radially ordered (Fig. 1 "b") - character for structural elements connected by the principle of "each with a center, the center with each", i.e. the state is unclear due to the input of an operational central structural element of invalid signals generated by the faulty "j" -th structural element, which is mathematically represented as follows:
j ∈ N-1 [(S n j, N ⊂ S t j ) & (S n j, N ⊂ S t N )], (2)
where S j T is the tolerant state of each j-th structural element;
S N T - tolerance of the state of the central N-th structural element;
S H j, N - fuzzy state of similar structural elements;
3) fully connected-ordered (Fig. 1 "c") - characteristic of structural elements connected by the principle of "each with each", i.e. the state is unclear due to the input of any healthy structural element of invalid signals generated by any faulty "i, j" structural elements, which is mathematically represented as follows:
i, j (S n i, j ⊂ S t i ) & (S n i, j ⊂ S t j ) (3)
where S i T is the tolerant state of each i-th structural element;
S j T is the tolerant state of each j-th structural element;
S H i, j is the fuzzy state of similar structural elements.

Предлагаемый способ позволяет в реальном масштабе времени проводить контроль и оценку состояния многопараметрического объекта диагностики с неограниченным количеством датчиков (параметров), оперативно указывая состояние аномального структурного элемента или множества аномальных структурных элементов, а использование его совместно с прототипом позволит также указать и датчик (датчики), зафиксировавший аномалию, и определить эпицентр локального возмущения, что позволяет говорить о его промышленной применимости. Данный способ может быть реализован в системах диагностики и распознавания, в различных ситуационных центрах и центрах диагностики по оценке технического и функционального состояния многопараметрического объекта диагностики. Пример практической реализации предлагаемого способа может быть представлен в виде блок-схемы (фиг.2), ее работа описывается следующим образом. The proposed method allows real-time monitoring and evaluation of the state of a multi-parameter diagnostic object with an unlimited number of sensors (parameters), promptly indicating the state of an abnormal structural element or a multitude of anomalous structural elements, and using it in conjunction with the prototype will also indicate the sensor (s), recorded an anomaly, and determine the epicenter of local disturbance, which allows us to talk about its industrial applicability. This method can be implemented in diagnostic and recognition systems, in various situational centers and diagnostic centers for assessing the technical and functional state of a multi-parameter diagnostic object. An example of the practical implementation of the proposed method can be represented in the form of a flowchart (figure 2), its operation is described as follows.

От объекта диагностики сигналы с датчиков (по кабельной сети или в виде радиосигналов для удаленного многопараметрического объекта диагностики) передаются потребителю. У потребителя в блоке ввода измерительной информации сигналы преобразуются в цифровую, аналоговую, кодовую и сигнальную информацию в зависимости от специфики многопараметрического объекта диагностики и системы измерения. From the diagnostic object, signals from the sensors (via cable network or in the form of radio signals for a remote multi-parameter diagnostic object) are transmitted to the consumer. At the consumer, in the measuring information input unit, the signals are converted to digital, analog, code and signal information depending on the specifics of the multi-parameter diagnostic object and the measurement system.

В блоке оценки параметров параметр каждого датчика сравнивается с допустимым значением, рассматривается на предмет наличия или отсутствия функционирования соответствующего ему структурного элемента или множества структурных элементов многопараметрического объекта диагностики. In the parameter estimation block, the parameter of each sensor is compared with an acceptable value, it is examined for the presence or absence of functioning of the corresponding structural element or the set of structural elements of a multi-parameter diagnostic object.

В блоке анализа определяются области структурно-функциональной схемы, соответствующие аномальному функционированию многопараметрического объекта диагностики, в которых требуется изменение цветокода. In the analysis unit, the areas of the structural-functional scheme are determined that correspond to the abnormal functioning of the multi-parameter diagnostic object in which a change in the color code is required.

В блоке цветокодирования (из прототипа) формируется цветокод текущего состояния структурно-функциональной схемы. In the block of color coding (from the prototype) the color code of the current state of the structural-functional scheme is formed.

В результате на экране монитора отображается апостериорная структурно-функциональная схема текущего состояния многопараметрического объекта диагностики, что и наблюдается экспертом-аналитиком (который сам является элементом системы диагностики) в реальном масштабе времени. As a result, an a posteriori structural and functional diagram of the current state of the multi-parameter diagnostic object is displayed on the monitor screen, which is observed by an expert analyst (who is himself an element of the diagnostic system) in real time.

При возникновении аномальной ситуации помимо структурно-функциональной схемы с изменившими цвет зонами, ниже, на экране видеомонитора представляется матрица размером "n на t", где n - номера параметров, вышедших за допуск (или прекративших функционирование), а t - соответствующее им время, по которой определяют параметры (датчики), фиксирующие аномалию и местонахождение неисправного структурного элемента или множества структурных элементов (смотри прототип) [1]. In the event of an abnormal situation, in addition to the structural and functional diagram with the zones that changed color, below, on the screen of the video monitor there is a matrix of size “n by t”, where n are the numbers of parameters that have exceeded the tolerance (or ceased to function), and t is the time corresponding to them, which determines the parameters (sensors) that fix the anomaly and location of a faulty structural element or a set of structural elements (see prototype) [1].

Литература. Literature.

1. Омельченко В.В., Засухин Е.А. и др. Способ контроля и оценки технического состояния многопараметрического объекта по данным телеметрической информации. Патент РФ на изобретение N 2099792// Б.И. 1997, N 35, стр. 585. 1. Omelchenko V.V., Zasukhin E.A. et al. A method for monitoring and evaluating the technical condition of a multi-parameter object according to telemetric information. RF patent for the invention N 2099792 // B.I. 1997, N 35, p. 585.

Claims (1)

Способ контроля и оценки технического состояния многопараметрического объекта диагностики по данным измерительной информации, заключающийся в преобразовании информационных сигналов посредством матрицы, столбцы которой соответствуют номерам датчиков, а строки - заданным временным интервалам, и определении эпицентра локального возмущения по цветокодовому сигналу наибольшей величины из всех информационных сигналов на заданном временном интервале, отличающийся тем, что совместное функционирование структурных элементов многопараметрического объекта диагностики априорно представляют в виде априорной структурно-функциональной схемы состояний, построенной из последовательно-упорядоченных, радиально-упорядоченных и полносвязно-упорядоченных структур взаимосвязей состояний структурных элементов, представляемых на экране видеомонитора в виде пространств эквивалентности, толерантности или их комбинаций, и при нормальном функционировании многопараметрического объекта диагностики схему кодируют одним цветом, при возникновении аномальной ситуации на апостериорной структурно-функциональной схеме выделяют аномальную область состояний структурных элементов, которую кодируют другим цветом, составляют цветокодовую матрицу размером "n на t", где n - номера параметров (датчиков), вышедших за допуск (начиная с первого), а t - время наблюдения (регистрации) аномалии, по которой определяют параметры (датчики), фиксирующие аномалию и местонахождение (топологию) неисправного структурного элемента или множества структурных элементов, охваченных причинно-следственными связями с неисправным структурным элементом. A method for monitoring and evaluating the technical condition of a multi-parameter diagnostic object according to the measurement information, which consists in converting information signals through a matrix whose columns correspond to sensor numbers and rows to specified time intervals and determining the local disturbance epicenter from the color-code signal of the largest value from all information signals a given time interval, characterized in that the joint functioning of the structural elements of the multiparameter The diagnostic object of diagnosis is a priori represented in the form of an a priori structural and functional state diagram constructed from sequentially ordered, radially ordered and fully connected ordered structures of the state relationships of structural elements displayed on the screen of the video monitor in the form of spaces of equivalence, tolerance or their combinations, and with normal the functioning of a multi-parameter diagnostic object, the circuit is encoded in one color, if an abnormal situation arises on the posterior In the structural-functional diagram, an anomalous region of states of structural elements is selected, which is encoded in a different color, and a flower-nodal matrix of size "n by t" is made, where n are the numbers of parameters (sensors) that have exceeded the tolerance (starting from the first), and t is the observation time (registration) of an anomaly by which the parameters (sensors) are determined that fix the anomaly and location (topology) of the faulty structural element or the set of structural elements covered by causal relationships with the faulty structural element th.
RU99103838A 1999-02-16 1999-02-16 Process testing and evaluating technical state of multiparameter object of diagnostics by data of measurement information RU2145735C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99103838A RU2145735C1 (en) 1999-02-16 1999-02-16 Process testing and evaluating technical state of multiparameter object of diagnostics by data of measurement information

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99103838A RU2145735C1 (en) 1999-02-16 1999-02-16 Process testing and evaluating technical state of multiparameter object of diagnostics by data of measurement information

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2145735C1 true RU2145735C1 (en) 2000-02-20

Family

ID=20216404

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU99103838A RU2145735C1 (en) 1999-02-16 1999-02-16 Process testing and evaluating technical state of multiparameter object of diagnostics by data of measurement information

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2145735C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2617324C2 (en) * 2012-03-20 2017-04-24 Филипс Лайтинг Холдинг Б.В. Interference detection in active sensors network

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2617324C2 (en) * 2012-03-20 2017-04-24 Филипс Лайтинг Холдинг Б.В. Interference detection in active sensors network

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109186813B (en) Temperature sensor self-checking device and method
CN108764601B (en) Structural health monitoring abnormal data diagnosis method based on computer vision and deep learning technology
EP1250577B1 (en) Distributed stress wave analysis system
US5710723A (en) Method and apparatus for performing pre-emptive maintenance on operating equipment
Judd et al. Intelligent condition monitoring and asset management. Partial discharge monitoring for power transformers
US8009041B2 (en) Access monitoring and control system and method
CN109813544B (en) A kind of rotating machinery Incipient Fault Diagnosis method and system based on on-line monitoring
JPH05256741A (en) Method and apparatus for monitoring plant signal
CN115825635B (en) Ship cabin electromechanical equipment state monitoring and fault diagnosis method
SE0101526D0 (en) System, apparatus and method for diagnosing flow processes
CN103558955B (en) Multi-object state monitor method and system based on multi-object multi-state monitor
EP1411326A1 (en) Signal recorder with status recognizing function
RU2145735C1 (en) Process testing and evaluating technical state of multiparameter object of diagnostics by data of measurement information
Frisén Principles for multivariate surveillance
CN114280383B (en) Health detection device and health detection method for large ground station antenna
Jaenisch et al. Data Modeling for Fault Detection
CN114754900A (en) Fault diagnosis method and system for marine main engine cylinder temperature sensor
JPH1020925A (en) Plant diagnostic device
KR950009238A (en) How to diagnose malfunction of automobile parts
CN109238728B (en) Method and system for diagnosing faults of parts on vehicle engine
CN113413568A (en) Fire-fighting water pressure abnormity monitoring system and unsupervised abnormity detection method
CN111980900B (en) Water pump fault diagnosis method based on multi-source data fusion analysis
JP2645017B2 (en) Plant diagnostic method and apparatus
RU2156496C1 (en) Method for on-line dynamic analysis of fuzzy state of object or process described by multiple parameters
JPH022406A (en) Device for fault diagnosis of plant