RU2705169C1 - Способ диагностики резервированных измерительных каналов (Варианты) - Google Patents

Abstract

Группа изобретений относится к измерительной технике и может быть использована для диагностики резервированных измерительных каналов (ИК), выполняющих измерения одного и того же контролируемого параметра объекта, в режиме непрерывного технологического процесса. Группа изобретений состоит из трех вариантов «Способа диагностики резервированных измерительных каналов».

По первому варианту способ включает следующие операции:

- снимают и записывают в архив показания диагностируемых ИК, а также показания всех смежных ИК, измеряющих параметры, косвенно зависимые от параметра, измеряемого диагностируемыми ИК;

- для каждого диагностируемого ИК рассчитывают и записывают в архив относительное отклонение δ_i показаний от среднего арифметического значения M₁ по показаниям всех резервированных ИК;

- сравнивают величину отклонения δ_i с заданной границей допустимого отклонения, и если δ_i превысило границу допустимых отклонений, решение о неисправности ИК принимается при отсутствии изменений показаний смежных ИК.

Способ диагностики по второму варианту отличается от первого тем, что:

- из диагностируемых каналов выделяют ИК с максимальным значением показаний R_max и ИК с минимальным значением показаний R_min;

- рассчитывают разность MIS между показаниями R_max и R_min;

- сравнивают величину MIS с заданной границей допустимой разности показаний, и в случае её превышения решение о неисправности ИК принимается при отсутствии изменений показаний смежных ИК.

Способ диагностики по третьему варианту отличается от второго варианта тем, что

- определяют угол отклонения α между показаниями выделенных ИК с максимальным R_max и минимальным R_min значениями показаний;

- сравнивают величину α с заданной границей предельно допустимого угла отклонения, и в случае её превышения решение о неисправности ИК принимается при отсутствии изменений показаний смежных ИК.

Технический результат - повышение результативности диагностики ИК за счет учета наличия изменений контролируемых параметров, косвенно связанных с тем параметром, который измеряется диагностируемыми ИК. 3 н.п. ф-лы, 4 ил.

Description

Группа изобретений относится к измерительной технике и может быть использована для диагностики резервированных измерительных каналов (ИК), выполняющих измерения одного и того же контролируемого параметра объекта, в режиме непрерывного технологического процесса.

Потенциальными областями применения являются объекты атомной, тепловой и гидроэнергетики, химической и перерабатывающей промышленности, а также другие производства, где применяется резервирование измерительных каналов.

В настоящее время с внедрением и стремительным развитием программно-технических комплексов наблюдается спрос к повышению уровня автоматизации и увеличению числа измерительных каналов на вновь проектируемых и вводимых в эксплуатацию промышленных объектах. Так, на современных объектах электроэнергетики число измерительных каналов возросло в среднем в 2,5 раза по отношению к проектам 2000 – 2003 гг. Вместе с тем применяемые в РФ методы онлайн диагностики резервированных ИК основываются на решениях 80-90-х годов, актуальных для того уровня развития автоматизированных систем. На сегодняшний день возникла практическая потребность в повышении эффективности методов онлайн диагностики ИК промышленных объектов.

Актуальной задачей является разработка новых высокоэффективных методов онлайн диагностики резервированных ИК, позволяющих выявлять их дефекты в режиме непрерывного технологического процесса.

На сегодняшний день в промышленности широко распространены способы диагностики резервированных ИК по относительному отклонению показаний каждого из ИК от среднего арифметического/медианного значения, рассчитанного по всем их показаниям. При регистрации недопустимого отклонения формируется сигнализация для эксплуатационного персонала.

Основной недостаток таких методов диагностики заключается в том, что они не распознают случаи, когда отклонение вызвано неисправностью технических средств из состава ИК, и когда оно вызвано особенностями протекания технологического процесса и сообщения измеряемого параметра датчику. В результате это приводит к излишним внеочередным проверкам работоспособности технических средств ИК эксплуатационным персоналом, что повышает риски игнорирования диагностической сигнализации и, вследствие этого, приводит к задержке обнаружения неисправности ИК при её наличии.

Учитывая, что вновь проектируемые и вводимые в эксплуатацию промышленные объекты насчитывают свыше 20 000 единиц ИК, решение указанной задачи по разработке эффективных методов онлайн диагностики ИК на сегодняшний день имеет особую актуальность.

Одним из направлений в диагностике ИК являются системы, использующие нейронные сети.

Известны «Устройство и способ для контроля технической установки, содержащей множество систем, в частности установки электростанции» (RU № 2313815, G05B23/02, опубл. 27.12.2007), известен «Способ диагностики механизмов и систем с электрическим приводом» (RU № 2431152, G01R 31/34, опубл. 27.05.2011 Бюл. № 15).

Известна группа изобретений «Способ и устройство технической диагностики сложного технологического оборудования на основе нейронных сетей» ( RU № 2563161, G06N 3/08 , опубл. 20.09.2015 Бюл. № 26 ). Сущность способа, использующего нейронные сети, заключается в том, что проводится диагностика сложного технологического оборудования за счет регистрации и обработки сигналов с датчиков, размещенных в рабочей зоне оборудования, после чего производят обучение нейронной сети и на ее основе получают динамическую модель. После этого происходит регистрация сигналов во время эксплуатации оборудования, и производят дополнительное обучение нейронной сети. Устройство, реализующее способ, содержит датчики, вычислительную систему и устройства отображения сигналов диагностики. Вычислительная система содержит модуль, реализованный с возможностью интеллектуального анализа и содержащий динамическую модель, которая реализована на обученной нейронной сети, и модуль, реализованный с возможностью дополнительного обучения нейронной сети и выбора активных и избыточных нейронов.

Достоинство систем, использующих нейронные сети, заключается в том, что они обеспечивают непрерывное выполнение диагностики и применимы для широкого класса задач с возможностью подстраиваться под изменяющиеся параметры.

Однако недостатком является сложность системы, требующей большие вычислительные мощности для реализации диагностики. Главное, ошибка/неточность зависимостей, найденных нейронной сетью, в некоторых случаях может быть достаточно большой, что не позволит эффективно выполнять диагностику ИК. Проконтролировать неточность зависимостей, найденных нейронной сетью, далеко не всегда является тривиальной задачей.

Известен «Способ контроля метрологической исправности интеллектуального средства измерений» (RU № 2491510 G01D 3/00, опубл. 27.08.2013 Бюл. № 24).

Сущность способа заключается в том, что в процессе эксплуатации периодически определяют значения измеряемой величины и контролируемого параметра средства измерений, сравнивают полученные значения контролируемого параметра с принятым опорным значением, запоминают каждое полученное значение измеряемой величины и соответствующее ему текущее значение контролируемого параметра, вычисляют разности между последним полученным значением измеряемой величины и ее значениями, полученными ранее, для значений измеряемой величины, разность которых превосходит утроенную допускаемую погрешность измерений, сравнивают между собой соответствующие им текущие значения контролируемого параметра и по результатам сравнения судят о метрологической исправности интеллектуального средства измерений.

Достоинством изобретения является обеспечение возможности осуществления периодического (практически непрерывного) контроля метрологической исправности интеллектуального средства измерений в процессе его эксплуатации (без прерывания штатных измерений).

Недостаток заключается в том, что способ применим для устройств с функцией метрологического диагностического самоконтроля, которые предусматривают несколько чувствительных элементов, «имеющих различную чувствительность к фактору, влияющему на метрологическую исправность измерительного преобразователя». Поэтому способ имеет узкоспециализированную область применения и не адаптирован для решения поставленной задачи.

Известен «Способ диагностирования датчика измерения» ( RU №2 587635, G01F 25/00, опубл. 20.06.2016). Сущность способа заключается в том, что сигнал с выхода диагностируемого датчика сравнивают с контрольными типичными сигналами. При этом физическую величину, измеряемую посредством диагностируемого датчика, дополнительно измеряют не менее чем тремя датчиками, осуществляющими измерения разными способами. Далее для каждой пары датчиков рассчитывают значение критерия проверки гипотезы о равенстве центров распределения двух независимых выборок, состоящих из полученных результатов многократных измерений физической величины. Полученное значение критерия сравнивают с нормированным значением и при наличии существенного расхождения в показаниях пары датчиков делают вывод о наличии метрологического отказа датчика.

Использование дублирующих измерений обеспечивает повышение метрологической надежности и достоверности результатов диагностирования датчиков.

Однако, метод не позволяет дать объективную оценку о неисправности ИК, так как не предусматривает распознание случаев, когда найденное расхождение вызвано особенностями протекания технологического процесса, а когда его причиной является действительная неисправность технических средств из состава ИК.

Известно «Устройство централизованного контроля» (RU № 2141722, H04B 3/46, опубл. 20.11.1999), включающее датчики каналов (параметров) объекта контроля, многоканальный блок нормализации (унификации) сигналов датчиков, многоканальный блок сравнения и индикации, а также виртуальный эталон, который может быть выполнен, с помощью ЭВМ, выполняющей заданный алгоритм:

.

где y - выходное эталонное значение; N - число каналов (параметров); i - порядковый номер канала X_i - значение выходного сигнала i-го канала (параметра) блока нормализации.

При отклонениях каналов (параметров) в ходе эксплуатации получаем сигналы X_i≠ X_o и, соответственно, y ≠ y_o.

Достоинством устройства является возможность его работы без остановки технологического процесса и демонтажа датчиков.

Однако, данное устройство используется «для контроля многоканальных приемных трактов, многоканальных систем связи…», где одного расчета среднего арифметического (контрольной суммы) достаточно для достоверного результата. Применительно к поставленной задаче диагностики резервированных ИК одного такого расчета недостаточно, так как постоянные изменения показаний датчиков будут постоянно приводить к изменению среднего арифметического по их показаниям.

Известен «Способ автоматического контроля метрологических характеристик средств измерения (СИ) массы нефти или жидких нефтепродуктов (НП) при их отпуске на базах топлива» ( RU № 2593446, G01F 25/00, опубл. 20.08.2016, бюл.№22), выбранный в качестве прототипа.

Сущность способа заключается в том, что перед началом и по завершении каждой операции отпуска автоматически регистрируют результаты измерения массы нефти или нефтепродуктов (НП) и выполняют автоматический сравнительный анализ результатов измерений массы отпущенной нефти или НП по данным, как минимум, трех средств измерения (СИ). По данным автоматической системы измерения в резервуарах, по данным топливораздаточных устройств и по данным автоматической системы измерения в приемных емкостях и баках транспортных средств с накоплением статистики, по фактам превышения предельных погрешностей измерений отдельными СИ судят о возможности дальнейшей эксплуатации или необходимости внеплановой поверки СИ. Для анализа результатов трех неравноточных измерений массы отпущенной нефти или НП применяют метод сравнения результатов измерений с определением общей арифметической середины, а для каждого СИ, примененного в операции отпуска, сравнивают фактическое отклонение от общей арифметической середины с предельно допустимым отклонением.

Использование дублирующих измерений обеспечивает повышение метрологической надежности и достоверности результатов диагностирования средств измерения. Достоинством способа является и то, что контроль СИ можно осуществлять в реальных условиях его эксплуатации в режиме непрерывного технологического процесса.

Однако, применительно к поставленной задаче метод не позволяет дать объективную оценку о неисправности ИК, так как не предусматривает распознание случаев, когда найденное расхождение будет вызвано особенностями протекания технологического процесса, а когда его причиной будет действительная неисправность технических средств из состава ИК. Поэтому алгоритма действий, предусмотренного данным изобретением, применительно к поставленной задаче недостаточно для выполнения эффективной диагностики резервированных ИК.

Задачей изобретения является разработка способа, позволяющего эффективно выполнять диагностику ИК в режиме непрерывного технологического процесса.

Технический эффект заключается в повышении результативности диагностики ИК по отношению к известным методам за счет учёта наличия изменений контролируемых параметров, косвенно связанных с тем параметром, который измеряется диагностируемыми ИК.

Заявляемый технический результат достигается с помощью выполнения способа, реализованного в трех вариантах.

По первому варианту способ диагностики резервированных измерительных каналов (ИК) заключается в выполнении следующих этапов:

- снимают и записывают в архив показания диагностируемых ИК, выполняющих измерения одного и того же физического параметра;

- снимают и записывают в архив показания всех смежных ИК, измеряющих параметры, косвенно зависимые от параметра, измеряемого диагностируемыми ИК;

- для каждого диагностируемого ИК рассчитывают и записывают в архив относительное отклонение показаний от среднего арифметического значения M₁ по показаниям всех резервированных ИК

где

δ_i - отклонение показаний i-го диагностируемого ИК;

R_i - значение показаний i-го диагностируемого ИК;

n - количество диагностируемых резервированных ИК.

- сравнивают величину отклонения δ_i с заданной границей допустимого отклонения и в случае её превышения фиксируют данное событие,

- если δ_i превысило границу допустимых отклонений, решение о неисправности ИК принимается при отсутствии изменений показаний смежных ИК.

Способ диагностики по второму варианту отличается от первого тем, что:

- из диагностируемых каналов выделяют ИК с максимальным значением показаний R_max и ИК с минимальным значением показаний R_min;

- рассчитывают разность MIS между показаниями R_max и R_min

- сравнивают величину MIS с заданной границей допустимой разности показаний, и в случае её превышения фиксируют данное событие,

- если MIS превысило границу допустимой разности показаний, решение о неисправности ИК принимается при отсутствии изменений показаний смежных ИК.

Способ диагностики по третьему варианту отличается от второго варианта тем, что

- определяют угол отклонения α между показаниями выделенных ИК с максимальным R_max и минимальным R_min значениями показаний,

- сравнивают величину α с заданной границей предельно допустимого угла отклонения и в случае её превышения фиксируют данное событие,

- если α превысило границу допустимых отклонений, решение о неисправности ИК принимается при отсутствии изменений показаний смежных ИК.

Эффективность диагностики повышается благодаря тому, что процесс диагностики осуществляется не только по показаниям параметров диагностируемых ИК, но с и учетом наличия изменений взаимозависимых параметров, что позволяет распознать случаи, когда расхождение показаний происходит по причине неисправности технических средств из состава ИК, и когда это вызвано особенностями протекания динамических процессов.

Из уровня техники не обнаружено источников информации, раскрывающих сущность заявляемого способа диагностики резервированных измерительных каналов.

Следовательно, можно констатировать о соответствии заявляемого способа критериям «новизна» и «изобретательский уровень».

Далее приводится пример конкретного осуществления способа диагностики резервированных измерительных каналов.
На Фиг.1 представлены архивные показания трех диагностируемых каналов и архивные показания смежного канала.

На Фиг.2 представлен график относительного отклонения показаний от среднего арифметического значения каждого из трех диагностируемых ИК по времени δ₁, δ₂, δ₃ .

На Фиг.3 представлен график разности MIS между показаниями с максимальным значением показаний R_max и с минимальным значением показаний R_min по времени _.

На Фиг.4 представлен график угла отклонения α между показаниями выделенных ИК с максимальным значением показаний R_max и ИК с минимальным значением показаний R_min, по времени.

Способ диагностики резервированных измерительных каналов по первому варианту реализуется следующим образом.

Посредством ЭВМ непрерывно во времени выполняют приём и запись в архив показаний диагностируемых резервированных ИК, а также показаний смежных ИК.

В качестве диагностируемых ИК могут быть выбраны абсолютно все резервированные ИК, которые выполняют измерения одного и того же физического параметра.

В качестве смежных ИК могут быть выбраны все ИК, которые измеряют физические параметры, косвенно зависимые от параметра, измеряемого диагностируемыми ИК.

Под косвенно зависимыми параметрами понимаются те параметры, изменения которых обязательно вызывают изменения параметра, измеряемого диагностируемыми ИК, и наоборот. Например, косвенно зависимыми параметрами являются:

- давление и температура насыщенного пара (взаимосвязь параметров обусловлена термодинамическими соотношениями для насыщенного пара);

- давление и расход на напоре насосного агрегата (взаимосвязь характеризуется законами гидродинамики);

- давление на напоре и давление на всасе насосного агрегата (взаимосвязь обусловлена напорно-расходной характеристикой насосного агрегата);

- расход в подходящих к коллектору линиях и расход в коллекторе (взаимосвязь обусловлена законом сохранения массы и энергии/балансовыми соотношениями);

- расход на линии подачи среды в емкость и уровень жидкости в ёмкости (взаимосвязь обусловлена законом сохранения массы и энергии).

Для каждого диагностируемого ИК непрерывно во времени рассчитывается и записывается в архив относительное отклонение показаний от среднего арифметического значения M₁ по показаниям всех диагностируемых ИК

где

δ_i - отклонение показаний i-го диагностируемого ИК;

R_i - значение показаний i-го диагностируемого ИК;

n - количество диагностируемых резервированных ИК.

Непрерывно во времени выполняется сравнение рассчитанных значений δ_i с заранее заданной границей предельных допустимых отклонений А1.

Значение A₁ задается исходя из требований автоматики по предельным относительным отклонениям показаний ИК на объекте контроля. В частности, применительно к электроэнергетике значения A1 составляют в среднем 3 % или 5 % от M₁ в зависимости от типа измерений, особенностей работы технологической системы и других факторов.

По превышению предельно допустимой границы А1 – при выполнении условия «δ_i ≥ A1» или «δ_i ≤ - A1» - выдается сообщение о превышении предельно допустимой границы A1. В архив записывается значение времени T1_A, в которое было зафиксировано данное событие. Если условие не выполняется, никакого сообщения не выдается.

Если условие «δ_i ≥ A1» или «δ_i ≤ - A1» зафиксировано, то проверяется наличие изменений показаний смежных ИК, измеряющих косвенно зависимые параметры, за период времени «T1_A – ΔT1», где ΔT1 - заранее заданное значение. Если наличие изменений показаний смежных ИК за период «T1_A – ΔT1» не найдено, то выдается сообщение о неисправности диагностируемого ИК по превышению относительного отклонения. Если изменение показаний смежных ИК за период «T1_A – ΔT1» найдено, то сообщение о неисправности ИК не выдается.

Значение ΔT1 задается исходя из длительности динамических процессов, протекающих на объекте контроля. Рекомендуется, чтобы значение ΔT1 было не ниже тройного времени демпфирования измерительных сигналов датчиков на объекте контроля и не выше 1/3 от длительности наблюдаемых среднестатистических переходных процессов. В частности, для объектов электроэнергетики для ИК давления, температуры и расхода ΔT1 рекомендуется выбирать в диапазоне от 1 мин до 9 мин.

Данный предлагаемый способ является высокочувствительным способом диагностики в связи с тем, что граница A1 выбирается исходя из требований автоматики по относительным отклонениям.

С целью выявления неисправностей ИК, таких как отсутствие или ошибка коррекции показаний ИК или ошибка в настройке ИК, приводящим к отклонениям показаний значительно превышающим значение A1, предлагаются следующие два варианта реализации заявляемого способа диагностики.

Способ диагностики по второму варианту заключается в выполнении следующих действий.

Также, как и в первом варианте, посредством ЭВМ непрерывно во времени выполняют приём и запись в архив показаний диагностируемых резервированных ИК, а также показаний смежных ИК.

Выделяют диагностируемые ИК с максимальным R_max и минимальным R_min значениями показаний;

В каждый момент времени рассчитывается максимальная разность между показаниями диагностируемых ИК по формуле

MIS = (R_max – R_min) / R_min

где R_max – максимальное значение показаний из всех диагностируемых каналов

R_max = MAX (R_i, R_i+1,... R_n)

R_min – минимальное значение показаний из всех диагностируемых каналов

R_min = MIN (R_i, R_i+1,... R_n).

При этом непрерывно выполняется сравнение рассчитанного значения MIS с заранее заданной предельно допустимой границей разности показаний B1.

На практике значение B1 рекомендуется выбирать c учетом статистического анализа дефектов ИК (типа «недосыл» термопар в термочехле/гильзе, ошибки коррекции показаний, ошибки в настройках ИК и др.). В частности, применительно к объектам электроэнергетики значение B1 рекомендуется выбирать в диапазоне от 20 % до 30 % от R_min.

Если значение MIS по модулю превысило допустимую границу │MIS│≥ B1_, выдается сообщение о превышении максимально допустимого значения разности показаний с указанием момента времени T1_B, когда это произошло.

Если условие │MIS│≥ B1 зафиксировано, то проверяется наличие изменений показаний смежных ИК, измеряющих косвенно зависимые параметры, за период времени «T1_B – ΔT1», где ΔT1 - заранее заданное значение. Если изменения показаний смежных ИК за период «T1_B – ΔT1» не зафиксированы, то выдается сообщение о неисправности ИК по максимальной разности показаний. Причем, неисправность выдается именно для того из двух выбранных ИК, у которого отклонение показаний является наибольшим по модулю от среднего арифметического значения показаний всех диагностируемых ИК. Если изменения показаний смежных ИК за период «T1_B – ΔT1» фиксируются, то сообщение о неисправности ИК не выдается.

Способ диагностики по третьему варианту заключается в выполнении следующих действий.

Посредством ЭВМ непрерывно во времени выполняют приём и запись в архив показаний диагностируемых резервированных ИК, а также показаний смежных ИК.

Выделяют диагностируемые ИК с максимальным R_max и минимальным R_min значениями показаний;

Непрерывно во времени рассчитывается угол отклонения α между показаниями выделенных каналов по формуле

где ΔR_max – приращение показаний выделенного ИК (с максимальными показаниями R_max) за промежуток времени ΔT,

ΔR_min – приращение показаний выделенного ИК (с минимальными показаниями R_min) за промежуток времени ΔT,

ΔT – заранее заданное значение, учитывающее динамику изменения показаний на объекте контроля.

ΔT рекомендуется выбирать таким образом, чтобы его значение было не меньше, чем тройное время демпфирования измерительных сигналов на объекте контроля, и не превышало 1/5 от длительности наблюдаемых среднестатистических переходных процессов. Так, для объектов электроэнергетики значение ΔT для датчиков давления, расхода и температуры рекомендуется принимать от 10 с до 30 с.

Непрерывно выполняется сравнение рассчитанного значения α с заранее заданной предельно допустимой границей угла отклонения равной С1.

Если значение α по модулю превысило допустимую границу │α│≥ С1_, выдается сообщение о превышении максимально допустимого угла отклонения показаний с указанием значения времени T1_C, когда это произошло.

Если условие │α│≥ С1 зафиксировано, то проверяется наличие изменений показаний смежных ИК, измеряющих косвенно зависимые параметры, за период времени «T1_C – ΔT1», где ΔT1 - заранее заданное значение. Если изменения показаний смежных ИК за период «T1_C – ΔT1» не зафиксированы, то выдается сообщение о неисправности ИК по углу отклонения показаний. Причем, неисправность выдается именно для того из двух выбранных ИК, у которого отклонение показаний является наибольшим по модулю от среднего арифметического значения показаний всех диагностируемых ИК. Если изменения показаний смежных ИК за период «T1_C – ΔT1» фиксируются, то сообщение о неисправности ИК не выдается.

Вышеперечисленные способы на практике могут применяться как в отдельности, так и вместе в различных сочетаниях. С целью повышения эффективности диагностики рекомендуется одновременное выполнение всех трех способов.

В случае применения всех трех вариантов реализации заявляемого способа обеспечивается возможность сокращения времени установления действительной причины недопустимого отклонения показаний ИК. Так, например, рекомендуется следующая интерпретация результатов диагностики при одновременном применении всех трех вариантов реализации заявляемого способа:

- Результаты диагностики: выдано сообщение о неисправности ИК по любому варианту реализации способа диагностики. Рекомендуемые для персонала действия заключаются в проверке работоспособности технических средств ИК.

- Результаты диагностики: выданы сообщения о неисправности ИК по относительному отклонению и/или о неисправности ИК по максимальному рассогласованию; сообщение о превышении максимального угла отклонения и сообщение о неисправности ИК по превышению максимального угла отклонения отсутствуют. Это признаки постоянного отклонения показаний. Вероятные причины: отсутствие введенных поправок в неисправном ИК (например, поправки на высоту гидростолба в импульсной линии),

- Результаты диагностики: выданы сообщения о превышении предельного относительного отклонения, о превышении предельной разности показаний, о превышении максимального угла отклонения показаний. Данная комбинация результатов указывает, что причина заключается не в ухудшении работоспособности технических средств ИК, а в реакции показаний на протекание динамических процессов. В таком случае, в первую очередь, рекомендуется проверить идентичность обработки измерительных сигналов диагностируемых ИК, провести анализ реакции показаний ИК на динамику протекающих процессов.

Далее приводится пример результатов апробации одновременного выполнения всех трёх вариантов заявляемого способа диагностики на практике, на одном из объектов электроэнергетики.

В качестве диагностируемых каналов были выбраны ИК температуры. Архивные показания (тренды показаний) этих каналов отражены на фиг. 1 под номерами 1, 2, 3.

В качестве смежного ИК - выбран ИК давления. Восстановленные архивные показания этого канала отражены на фиг. 1 под номером 4.

На остальных трех фигурах 2-4 отражены тренды рассчитанных величин в ходе диагностики (δ, MIS, α) и их граничные значения A1, B1, С1.

Для входных статических параметров были приняты следующие значения:

A₁ = 5 %,

B₁ = 25 %,

C₁ = 5°.

ΔT = 20 с,

ΔT1 = 5 мин.

Детализация результатов работы каждого заявляемого варианта способа диагностики:

1) По первому варианту, в котором рассчитывается относительное отклонение.

Для каждого ИК выполнялся расчет значений δ_i. По превышению δ_i границы A1 - выдано сообщение о превышении допустимого отклонения. Сообщения о неисправности технических средств ИК не выдано, т.к. происходило изменение показаний смежного ИК давления (график под номером 4 фиг. 1).

2) По второму варианту, в котором рассчитывается максимальная разность между показаниями.

В ходе его работы в качестве ИК с максимальными и минимальными показаниями были выбраны каналы под номерами 1 и 2. Рассчитывалась разность MIS между их показаниями. По превышению MIS границы B1 по модулю выдано сообщение о превышении допустимой разности показаний. Сообщения о неисправности технических средств ИК не выдано, т.к. происходило изменение показаний смежного ИК давления (график под номером 4 фиг. 1).

3) По третьему варианту, в котором рассчитывается угол отклонения показаний.

В ходе его работы в качестве ИК с максимальными и минимальными показаниями были выбраны каналы под номерами 1 и 2. Рассчитывался угол отклонения между их показаниями. По превышению α границы С1 по модулю выдано сообщение о превышении допустимого угла отклонения показаний.

Данные результатов со всех трех способов диагностики показывают, что технические средства в составе ИК исправны, причина отклонения показаний вызвана особенностями протекания быстрых динамических процессов и особенностями выполнения измерений. В результате это позволило выявить и устранить «недосыл» термопары в гильзе по ИК с показаниями под номером 1 (фиг.1).

Результаты использования способа в реальных условиях подтвердили эффективность работы заявляемых способов диагностики резервированных ИК.

Claims (25)

1. Способ диагностики резервированных измерительных каналов (ИК), заключающийся в выполнении следующих этапов:

- снимают и записывают в архив показания диагностируемых ИК, выполняющих измерения одного и того же физического параметра;

- снимают и записывают в архив показания всех смежных ИК, измеряющих параметры, косвенно зависимые от параметра, измеряемого диагностируемыми ИК;

- для каждого диагностируемого ИК рассчитывают и записывают в архив относительное отклонение показаний от среднего арифметического значения M₁ по показаниям всех резервированных ИК

где δ _i - отклонение показаний i-го диагностируемого ИК,

R_i - значение показаний i-го диагностируемого ИК,

n - количество диагностируемых резервированных ИК;

- сравнивают величину отклонения δ _i с заданной границей допустимого отклонения и в случае её превышения фиксируют данное событие;

- если δ _i превысило границу допустимых отклонений, решение о неисправности ИК принимается при отсутствии изменений показаний смежных ИК.

2. Способ диагностики резервированных измерительных каналов, заключающийся в выполнении следующих этапов:

- снимают и записывают в архив показания R_i диагностируемых ИК, выполняющих измерения одного и того же физического параметра;

- снимают и записывают в архив показания всех смежных ИК, измеряющих параметры, косвенно зависимые от параметра, измеряемого диагностируемыми ИК;

- из диагностируемых каналов выделяют ИК с максимальным значением показаний R_max и ИК с минимальным значением показаний R_min;

- рассчитывают разность MIS между показаниями R_max и R_min;

- сравнивают величину MIS с заданной границей допустимой разности показаний и в случае её превышения фиксируют данное событие;

- если MIS превысило границу допустимых отклонений, решение о неисправности ИК принимается при отсутствии изменений показаний смежных ИК.

3. Способ диагностики резервированных измерительных каналов (ИК), заключающийся в выполнении следующих этапов:

- снимают и записывают в архив показания R_i диагностируемых ИК, которые выполняют измерения одного и того же физического параметра;

- снимают и записывают в архив показания всех смежных ИК, измеряющих параметры, косвенно зависимые от параметра, измеряемого диагностируемыми ИК;

- из диагностируемых каналов выделяют ИК с максимальным значением показаний R_max и ИК с минимальным значением показаний R_min;

- определяют угол отклонения α между показаниями выделенных ИК;

- сравнивают величину α с заданной границей предельно допустимого угла отклонения и в случае её превышения фиксируют данное событие;

- если α превысило границу допустимых отклонений, решение о неисправности ИК принимается при отсутствии изменений показаний смежных ИК.

Images