RU2705929C1 - Measurement channel diagnostic method - Google Patents

Measurement channel diagnostic method Download PDF

Info

Publication number
RU2705929C1
RU2705929C1 RU2019114142A RU2019114142A RU2705929C1 RU 2705929 C1 RU2705929 C1 RU 2705929C1 RU 2019114142 A RU2019114142 A RU 2019114142A RU 2019114142 A RU2019114142 A RU 2019114142A RU 2705929 C1 RU2705929 C1 RU 2705929C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
readings
diagnosed
changes
adjacent
value
Prior art date
Application number
RU2019114142A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Александрович Калашников
Original Assignee
Александр Александрович Калашников
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 Александр Александрович Калашников filed Critical Александр Александрович Калашников
Priority to RU2019114142A priority Critical patent/RU2705929C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2705929C1 publication Critical patent/RU2705929C1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D18/00Testing or calibrating apparatus or arrangements provided for in groups G01D1/00 - G01D15/00

Abstract

FIELD: measuring equipment.
SUBSTANCE: invention relates to measurement equipment and can be used for diagnostics of measuring channel (MC), which measures object controlled parameter, in mode of continuous technological process. Diagnostics method of the measurement channel (MC) involves the following operations: receiving and recording into the archive at the current time T the readings R(T) of the diagnosed channel and the Si(T) readings of the adjacent channels, measuring parameters, indirectly dependent on parameter measured by diagnosed MC; simultaneously with the receipt and recording of readings in the archive at each current moment in time T, recording the presence of changes in the current value of the readings R(T) of the diagnosed MC relative to their archive value R(T-ΔTR) at the previous moment in time T-ΔTR, as well as presence of changes of current value of Si(T) readings of each adjacent MC relative to their archive value Si(T-ΔTSi) at the previous moment in time T-ΔTSi; if changes in the readings of the diagnosed MC are fixed in the absence of changes in the readings of adjacent MC, or changes in the readings of the adjacent MCs are recorded in the absence of changes in the diagnosed MC, a decision is made on the failure of the MC. At that, changes of the diagnosed MC and adjacent MC readings are fixed in case they exceed preset drift boundaries Rdr readings of diagnosed MC and Sidr drift readings of adjacent MC, respectively.
EFFECT: high efficiency of diagnosing MC relative to known methods, due to allowance for changes in monitored parameters, indirectly related to the parameter measured by the diagnosed MC, use for redundant and non-redundant MC in continuous process mode.
1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для диагностики измерительного канала (ИК), выполняющего измерение контролируемого параметра объекта, в режиме непрерывного технологического процесса.The invention relates to measuring equipment and can be used to diagnose a measuring channel (IR) that performs the measurement of a controlled parameter of an object in a continuous process.

Потенциальными областями применения являются объекты атомной, тепловой и гидроэнергетики, химической и перерабатывающей промышленности, а также другие производства, где применяются каналы, измеряющие косвенно зависимые контролируемые параметры.Potential areas of application are nuclear, thermal and hydropower, chemical and processing industries, as well as other industries where channels are used that measure indirectly dependent controlled parameters.

В настоящее время с внедрением и стремительным развитием программно-технических комплексов (ПТК) наблюдается повышение уровня автоматизации и увеличение числа ИК на вновь проектируемых и вводимых в эксплуатацию промышленных объектах. Так, на современных объектах электроэнергетики число измерительных каналов, в состав которых стали входить программно-технические комплексы, возросло в среднем в 2,5 раза по отношению к проектам 2000 – 2003 гг. и составило свыше 22 тысяч единиц ИК на энергоблок. Вместе с тем стал наблюдаться и рост числа дефектов ИК по причине сбоев в работе программно-технических комплексов, приводящих к отсутствию реакции ИК на реальные изменения контролируемого параметра. Несвоевременное обнаружение таких дефектов может сказаться на повышении производственных рисков и развитии критических ситуаций.Currently, with the introduction and rapid development of software and hardware systems (PTC), there is an increase in the level of automation and an increase in the number of IR at newly designed and commissioned industrial facilities. So, at modern electric power facilities, the number of measuring channels, which included software and hardware systems, increased on average 2.5 times in relation to the 2000-2003 projects. and amounted to over 22 thousand units of infrared energy per unit. At the same time, an increase in the number of IR defects began to be observed due to malfunctions in the operation of software and hardware systems, leading to the absence of an IR reaction to real changes in the controlled parameter. Untimely detection of such defects can affect the increase in production risks and the development of critical situations.

Одним из основных инструментов по выявлению таких дефектов являются методы онлайн диагностики ИК. На сегодняшний день в промышленности РФ широко распространены методы, предназначенные для онлайн диагностики резервированных ИК, основанные на отслеживании индивидуальных отклонений ИК от среднего арифметического их показаний. Данные методы выявляют вышеуказанные дефекты только в тех случаях, когда сбои в работе ПТК приводят к появлению отклонений между показаниями резервированных ИК. Для нерезервированных ИК указанные методы априори не применимы. Для сравнения, на современных объектах электроэнергетики количество резервированных ИК составляет не более чем 59 % от общего числа ИК энергоблока. Отсюда применяемые методы могут диагностировать вышеуказанные дефекты не более чем для 59 % ИК энергоблока.One of the main tools for identifying such defects is the online diagnostic methods for IR. To date, the industry of the Russian Federation is widely used methods for online diagnosis of redundant IR, based on tracking individual deviations of the IR from the arithmetic mean of their readings. These methods detect the above defects only in cases where malfunctions of the PTC lead to deviations between the readings of the reserved IR. For non-reserved IR, these methods are not a priori applicable. For comparison, the amount of redundant infrared energy at modern electric power facilities is no more than 59% of the total number of infrared energy units. Hence, the applied methods can diagnose the above defects for no more than 59% of the IR power unit.

Возникает потребность в разработке таких методов диагностики, которые бы позволили своевременно выявлять вышеуказанные дефекты как для резервированных, так и нерезервированных ИК в режиме непрерывного технологического процесса.There is a need to develop such diagnostic methods that would allow timely detection of the above defects for both redundant and non-redundant IR in the continuous process mode.

Одним из направлений в диагностике ИК являются системы, использующие нейронные сети.One of the directions in the diagnosis of IR are systems using neural networks.

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). The well-known "Device and method for monitoring a technical installation containing many systems, in particular the installation of a power plant" (RU No. 2313815, G05B23 / 02, publ. 12/27/2007), the well-known "Method for diagnosing mechanisms and systems with electric drive" (RU No. 2431152 G01R 31/34, published May 27, 2011, Bull. No. 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, выявляющее дополнительные параметры и новые взаимосвязи между ними. 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.A known group of inventions "Method and device for the technical diagnosis of complex technological equipment based on neural networks" (RU No. 2563161, G06N 3/08, publ. 09/20/2015, Bull. No. 26). The essence of the method using neural networks is that the diagnostics of complex technological equipment is carried out by registering and processing signals from sensors located in the working area of the equipment, after which the neural network is trained and based on it a dynamic model is obtained. After that, the signals are recorded during the operation of the equipment, and additional training of the neural network is performed, revealing additional parameters and new relationships between them. A device that implements the method includes sensors, a computer system, and diagnostic signal display devices. The computing system contains a module implemented with the possibility of intelligent analysis and containing a dynamic model that is implemented on a trained neural network, and a module implemented with the possibility of additional training of the neural network and the selection of active and redundant neurons.

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. The advantage of systems using neural networks is that they provide continuous diagnostics and are applicable for a wide class of tasks with the ability to adapt to changing parameters.

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.However, the disadvantage is the complexity of the system, requiring large computing power to implement diagnostics. The main thing is the error / inaccuracy of the dependencies found by the neural network, in some cases, can be large enough that will not allow you to effectively perform IR diagnostics. To control the inaccuracy of the dependencies found by the neural network is far from always a trivial task.

Известен «Способ контроля метрологической исправности интеллектуального средства измерений» (RU № 2491510 G01D 3/00, опубл. 27.08.2013, Бюл. № 24).          The well-known "Method of monitoring the metrological health of an intelligent measuring instrument" (RU No. 2491510 G01D 3/00, publ. 08/27/2013, Bull. No. 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.The essence of the method lies in the fact that during operation, the measured value and the controlled parameter of the measuring instrument are periodically determined, the obtained values of the controlled parameter are compared with the adopted reference value, each received value of the measured value and its corresponding current value of the controlled parameter are stored, the differences between the last received the value of the measured value and its values obtained earlier, for the values of the measured value, the difference It exceeds the triple permissible error of measurements, compares with each other the corresponding current values of the monitored parameter and, based on the results of the comparison, judges the metrological serviceability of the intelligent measuring instrument.

Достоинством изобретения является обеспечение возможности осуществления периодического (практически непрерывного) контроля метрологической исправности интеллектуального средства измерений в процессе его эксплуатации (без прерывания штатных измерений). The advantage of the invention is the provision of the possibility of periodic (almost continuous) monitoring of the metrological serviceability of an intelligent measuring instrument during its operation (without interrupting regular measurements).

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.The disadvantage is that the method is applicable to devices with the function of metrological diagnostic self-monitoring, which include several sensitive elements, "having different sensitivity to the factor affecting the metrological health of the measuring transducer." Therefore, the method has a highly specialized field of application and is not adapted to solve the problem.

Известен «Способ диагностирования датчика измерения» (RU № 2587635, 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.          The well-known "Method for diagnosing a measurement sensor" (RU No. 2587635, G01F 25/00, publ. 06/20/2016). The essence of the method lies in the fact that the signal from the output of the diagnosed sensor is compared with control typical signals. In this case, the physical quantity measured by the diagnosed sensor is additionally measured by at least three sensors performing measurements in different ways. Next, for each pair of sensors, the value of the hypothesis test criterion is calculated on the equality of the distribution centers of two independent samples, consisting of the results of multiple measurements of a physical quantity. The obtained value of the criterion is compared with the normalized value, and if there is a significant discrepancy in the readings of a pair of sensors, a conclusion is made about the presence of a metrological failure of the sensor.

Использование дублирующих измерений обеспечивает повышение метрологической надежности и достоверности результатов диагностирования датчиков. The use of duplicate measurements provides an increase in the metrological reliability and reliability of the results of the diagnosis of sensors.

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. Главный недостаток заключается в том, что метод не применим для диагностики нерезвированных ИК.However, the method does not allow an objective assessment of IR malfunction, since it does not provide for the recognition of cases where the discrepancy is caused by the characteristics of the process, and when its cause is a real malfunction of technical equipment from the IR structure. The main disadvantage is that the method is not applicable for the diagnosis of unreserved IR.

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:          The well-known "Centralized control device" (RU No. 2141722, H04B 3/46, publ. 20.11.1999), including channel sensors (parameters) of the control object, a multi-channel block normalization (unification) of sensor signals, a multi-channel unit for comparison and indication, as well as virtual a standard that can be performed using a computer that performs a given algorithm:

.

Figure 00000001
где y - выходное эталонное значение; N - число каналов (параметров); i - порядковый номер канала Xi - значение выходного сигнала i-го канала (параметра) блока нормализации..
Figure 00000001
where y is the output reference value; N is the number of channels (parameters); i - channel serial number X i - output signal value of the i-th channel (parameter) of the normalization block.

При отклонениях каналов (параметров) в ходе эксплуатации получаем сигналы Xi≠ Xo и, соответственно, y ≠ yo. If the channels (parameters) deviate during operation, we obtain signals X i ≠ X o and, accordingly, y ≠ y o .

Достоинством устройства является возможность его работы без остановки технологического процесса и демонтажа датчиков. The advantage of the device is the possibility of its operation without stopping the process and dismantling the sensors.

Однако, данное устройство используется «для контроля многоканальных приемных трактов, многоканальных систем связи…», где одного расчета среднего арифметического (контрольной суммы) достаточно для выявления дефектов. However, this device is used "for monitoring multi-channel receiving paths, multi-channel communication systems ...", where a single calculation of the arithmetic mean (checksum) is enough to detect defects.

Применительно к поставленной задаче диагностики выполнение таких расчетов не позволяет выявить дефекты даже резервированных ИК, так как постоянные изменения показаний датчиков будут постоянно приводить к изменению среднего арифметического их показаний. Для нерезвированных ИК такой метод не применим.In relation to the diagnostic task, the implementation of such calculations does not allow to identify defects even of redundant IR, since constant changes in the readings of the sensors will constantly lead to a change in the arithmetic mean of their readings. For unreserved IRs, this method is not applicable.

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.           The well-known "Method of automatic control of metrological characteristics of measuring instruments (SI) of the mass of oil or liquid petroleum products (NP) when they are dispensed at fuel bases" (RU No. 2593446, G01F 25/00, published on 08.20.2016, bull. No. 22), selected as a prototype.

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.The essence of the method lies in the fact that before and at the end of each holiday operation, the results of measuring the mass of oil or oil products (NP) are automatically recorded and an automatic comparative analysis of the results of measurements of the mass of released oil or NP is performed according to at least three measuring instruments (SI) . According to the data of the automatic measurement system in tanks, according to the fuel dispensers and according to the data of the automatic measurement system in the receiving capacities and tanks of vehicles with accumulation of statistics, the facts of exceeding the limiting measurement errors by individual SIs judge the possibility of further operation or the need for unscheduled verification of SI. To analyze the results of three non-equal measurements of the mass of the released oil or oil, the method of comparing the measurement results with the determination of the total arithmetic mean is used, and for each SI used in the tempering operation, the actual deviation from the general arithmetic mean with the maximum permissible deviation is compared.

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.The use of duplicate measurements provides an increase in metrological reliability and reliability of the results of the diagnosis of measuring instruments. The advantage of the method is that the control of SI can be carried out in real conditions of its operation in the continuous process.

Для выполнения диагностики нерезевированных ИК метод не применим. Кроме того, он не позволяет дать объективную оценку о неисправности даже резервированных 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 ИК.To perform the diagnosis of nonreserved IR method is not applicable. In addition, it does not allow an objective assessment of the malfunction of even redundant IRs, since it does not provide for the recognition of cases when the discrepancy is caused by the specifics of the process, and when its cause is a real malfunction of technical equipment from the IR structure. Therefore, the algorithm of actions provided by this invention, as applied to the task, is not enough to perform an effective diagnosis of IR.

Задачей изобретения является разработка эффективного способа, позволяющего выполнять диагностику для расширенного класса ИК.          The objective of the invention is to develop an effective method that allows you to perform diagnostics for an extended class of IR.

Технический результат заключается в повышении эффективности способа диагностики за счет учёта изменений показаний смежных каналов, измеряющих параметры, косвенно связанные с тем параметром, который измеряется диагностируемым ИК, при одновременном расширении области применения диагностики ИК по отношению к известным методам ввиду возможности его использования как для резервированных, так и нерезервированных ИК в режиме непрерывного технологического процесса.          The technical result consists in increasing the efficiency of the diagnostic method by taking into account changes in the readings of adjacent channels measuring parameters indirectly related to the parameter measured by the diagnosed IR, while expanding the scope of application of IR diagnostics in relation to known methods because of the possibility of its use as for redundant, and non-reserved IR in the continuous process.

Заявляемый технический результат достигается с помощью предлагаемого способа.The claimed technical result is achieved using the proposed method.

Способ диагностики измерительного канала (ИК), заключается в выполнении следующих операций:A method for diagnosing a measuring channel (IR) is to perform the following operations:

- выполняют прием и запись в архив в текущий момент времени T показаний R(T) диагностируемого канала и показаний Si(T) смежных каналов, измеряющих параметры, косвенно зависимые от параметра, измеряемого диагностируемым ИК;- receive and record in the archive at the current time T the readings R (T) of the diagnosed channel and the readings Si (T) of adjacent channels, measuring parameters indirectly dependent on the parameter measured by the diagnosed IR;

- одновременно с приемом и записью показаний в архив в каждый текущий момент времени T фиксируют наличие изменений текущего значения показаний R(T) диагностируемого ИК относительно их архивного значения R(T-ΔTR) в предшествующий момент времени T-ΔTR, а также наличие изменений текущего значения показаний Si(T) каждого смежного ИК относительно их архивного значения Si(T–ΔTSi) в предшествующий момент времени T-ΔTSi;- simultaneously with the reception and recording of readings in the archive at each current time T, the presence of changes in the current value of the readings R (T) of the diagnosed IR relative to their archive value R (T-ΔT R ) at the previous time T-ΔT R, as well as the presence of changes in the current value of the Si (T) readings of each adjacent IR relative to their archive value Si (T – ΔT Si ) at the previous time point T-ΔT Si ;

- если изменения показаний диагностируемого ИК фиксируются при отсутствии изменений показаний смежных ИК, или фиксируются изменения показаний смежных ИК при отсутствии изменений диагностируемого ИК, то принимается решение о неисправности ИК.- if changes in the readings of the diagnosed IR are recorded in the absence of changes in the readings of adjacent IRs, or changes are recorded in the readings of adjacent IRs in the absence of changes in the diagnosed IR, then a decision is made about the IR failure.

Для того чтобы избежать фиксирования незначительных изменений параметров ИК, которые не могут явиться причиной неисправности ИК, изменения показаний диагностируемого ИК и смежных ИК фиксируются в том случае, если они превышают заранее заданные границы дрейфа Rдр показаний диагностируемого ИК и дрейфа Siдр показаний смежных ИК, соответственно.In order to avoid recording minor changes in IR parameters that cannot cause a IR malfunction, changes in the readings of the diagnosed IR and adjacent IRs are recorded if they exceed the predetermined drift boundaries R dr of the diagnosed IR and drift Si dr readings of adjacent IR, respectively.

Повышение эффективности диагностики достигается благодаря тому, что процесс диагностики учитывает не только показания диагностируемого ИК, но и наличие изменений показаний смежных ИК, что позволяет распознавать случаи, когда изменение показаний ИК вызвано реальными изменениями контролируемого параметра, а когда происходят ложные изменения показаний ИК, или реакция ИК отсутствует вовсе, например, по причине сбоев в работе ПТК. В то же время это расширяет область применения метода и позволяет выполнять диагностику и резервированных, и нерезервированных ИК.        Improving the diagnostic efficiency is achieved due to the fact that the diagnostic process takes into account not only the readings of the diagnosed IR, but also the presence of changes in the readings of adjacent IRs, which makes it possible to recognize cases when the change in the IR readings is caused by real changes in the controlled parameter, and when false changes in the IR readings occur, or a reaction There is no IR at all, for example, due to malfunctions of the PTC. At the same time, this expands the scope of the method and allows the diagnosis of both redundant and non-redundant IRs.

Из уровня техники не обнаружено источников информации, раскрывающих сущность заявляемого способа диагностики измерительного канала.          From the prior art, no sources of information have been revealed that reveal the essence of the proposed method for diagnosing a measuring channel.

Далее приводится пример конкретного осуществления способа диагностики измерительного канала на практике.          The following is an example of a specific implementation of the method for diagnosing a measuring channel in practice.

На Фиг. представлены архивные показания одного диагностируемого канала и трех архивных показаний смежных каналов.In FIG. Archival readings of one diagnosed channel and three archived readings of adjacent channels are presented.

Способ диагностики измерительного канала реализуется следующим образом.A method for diagnosing a measuring channel is implemented as follows.

Сначала посредством ЭВМ непрерывно во времени выполняют приём и запись в архив показаний диагностируемого ИК, а также показаний смежных ИК. В качестве смежных ИК могут быть выбраны все ИК, которые измеряют физические параметры, косвенно зависимые от параметра, измеряемого диагностируемым ИК.First, by means of a computer, they continuously receive and record in the archive the readings of the diagnosed IR, as well as the readings of adjacent IR. As adjacent IRs, all IRs that measure physical parameters that are indirectly dependent on the parameter measured by the diagnosed IR can be selected.

Под косвенно зависимыми параметрами понимаются те параметры, изменения которых вызывают изменения параметра, измеряемого диагностируемым ИК, и наоборот. Например, косвенно зависимыми параметрами являются:Indirectly dependent parameters are those parameters whose changes cause changes in the parameter measured by the diagnosed IR, and vice versa. For example, indirectly dependent parameters are:

- давление и температура насыщенного пара (взаимосвязь параметров обусловлена термодинамическими соотношениями для насыщенного пара);- pressure and temperature of saturated steam (the relationship of the parameters is due to thermodynamic relations for saturated steam);

- давление и расход на напоре насосного агрегата (взаимосвязь характеризуется законами гидродинамики);- pressure and flow rate at the pressure of the pump unit (the relationship is characterized by the laws of hydrodynamics);

- давление на напоре и давление на всасе насосного агрегата (взаимосвязь обусловлена напорно-расходной характеристикой насосного агрегата);- pressure at the head and pressure at the inlet of the pump unit (the relationship is due to the pressure-flow characteristic of the pump unit);

- расход в подходящих к коллектору линиях и расход в коллекторе (взаимосвязь обусловлена законом сохранения массы и энергии/балансовыми соотношениями);- flow rate in lines suitable for the collector and flow rate in the collector (the relationship is due to the law of conservation of mass and energy / balance ratios);

- расход на линии подачи среды в емкость и уровень жидкости в ёмкости (взаимосвязь обусловлена законом сохранения массы и энергии).- flow rate on the medium supply line to the tank and the liquid level in the tank (the relationship is due to the law of conservation of mass and energy).

Затем непрерывно во времени определяют приращение ΔR показаний диагностируемого ИК за заранее заданный интервал времени ΔTR:Then, the increment ΔR of the readings of the diagnosed IR for a predetermined time interval ΔT R is determined continuously in time over time:

ΔR = R(T)–R(T–ΔTR)ΔR = R (T) –R (T – ΔT R )

R(T) – значение показаний диагностируемого ИК в текущий момент времени TR (T) - the value of the diagnosed IR at the current time T

R(T–ΔTR) – значение показаний диагностируемого ИК в момент времени T-ΔTR. Значение R(T –ΔTR) берётся из архивных данных.R (T – ΔTR) Is the value of the diagnosed IR at time T-ΔTR. The value of R (T –ΔTR) is taken from archived data.

ΔTR рекомендуется задавать 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 ИК давления, расхода и температуры рекомендуется принимать от 20 с до 30 с.ΔT R is recommended to be set so that its value is not less than the triple damping time of the measuring signals at the test object, and does not exceed 1/5 of the duration of the observed average transient processes. So, for electric power facilities, the ΔT value for IR pressure, flow rate and temperature is recommended to be taken from 20 s to 30 s.

Если найденное приращение ΔR по модулю превышает заранее заданную границу дрейфа показаний Rдр, то фиксируется факт наличия изменений показаний диагностируемого ИК:If the found increment ΔR modulo exceeds a predetermined boundary drift readings R dr , then the fact of the presence of changes in the readings of the diagnosed IR:

│ΔR│≥ Rдр │ΔR│≥ R dr

Значение Rдр рекомендуется выбирать таким образом, чтобы оно не было ниже, чем допустимый дрейф показаний датчика, и не превышало 1/4 от его максимальной допустимой погрешности измерений. Например, для датчика давления с классом точности 0,1 при шкале измерений от 0 до 100 кПа значение Rдр рекомендуется выбрать 25 Па.The value of R dr is recommended to be selected so that it is not lower than the allowable drift of the sensor readings, and does not exceed 1/4 of its maximum permissible measurement error. For example, for a pressure sensor with an accuracy class of 0.1, with a measurement scale of 0 to 100 kPa, the value of R dr is recommended to choose 25 Pa.

Одновременно аналогичным образом отслеживают наличие изменений показаний смежных ИК. Для этого выполняется проверка условия:At the same time, the presence of changes in the readings of adjacent IRs is similarly monitored. To do this, check the condition:

│ΔSi│≥ Siдр,│ΔSi│≥ Si dr ,

где Where

ΔSi = Si(T)–Si(T–ΔTSi)ΔSi = Si (T) –Si (T – ΔT Si )

Si(T) – значение показаний i-го смежного ИК в текущий момент времени TSi (T) - the value of the readings of the i-th adjacent IR at the current time T

Si(T–ΔTSi) – значение показаний i-го смежного ИК в момент времени T – ΔTSi. Данное значение берется из архивных данных.Si (T – ΔT Si ) is the value of the readings of the i-th adjacent IR at time T - ΔT Si . This value is taken from archived data.

ΔSi – приращение показаний i-го смежного ИК за заранее заданный интервал времени ΔTSi, ΔSi is the increment of the readings of the i-th adjacent IR for a predetermined time interval ΔT Si,

Siдр – заранее заданная граница дрейфа показаний для i-го смежного ИК.Si dr - a predetermined boundary drift readings for the i-th adjacent IR.

Значение Siдр, по аналогии с Rдр, рекомендуется выбирать таким образом, чтобы оно не было меньше, чем допустимый дрейф показаний датчика i-го смежного ИК, и не превышало 1/4 от его максимальной допустимой погрешности измерений.Si valuedr, by analogy with Rdr, it is recommended to choose in such a way that it is not less than the allowable drift of the sensor readings of the i-th adjacent IR, and does not exceed 1/4 of its maximum permissible measurement error.

Значение ΔTSi задается исходя из длительности динамических процессов, протекающих на объекте контроля. Рекомендуется, чтобы значение ΔTSi было не ниже, чем ΔTR, и не выше 1/3 от длительности наблюдаемых среднестатистических переходных процессов. В частности, для объектов электроэнергетики для ИК давления, температуры и расхода ΔTS рекомендуется выбирать в диапазоне от 30 секунд до 1 минуты.The value ΔT Si is set based on the duration of the dynamic processes occurring at the control object. It is recommended that the ΔT Si value be no lower than ΔT R , and no higher than 1/3 of the duration of the observed average statistical transients. In particular, for electric power facilities for IR pressure, temperature and flow rate, ΔT S is recommended to be selected in the range from 30 seconds to 1 minute.

Если изменения показаний диагностируемого ИК зафиксированы при отсутствии изменений показаний смежных ИК или наоборот (т.е. соблюдается только одно из вышесказанных математических условий), то фиксируется неисправность ИК.If changes in the readings of the diagnosed IR are recorded in the absence of changes in the readings of adjacent IR or vice versa (i.e. only one of the above mathematical conditions is observed), then the IR malfunction is recorded.

Если никаких изменений показаний не происходит (все вышеуказанные математические условия не выполняются), то неисправность ИК не фиксируется.If no changes in the readings occur (all the above mathematical conditions are not satisfied), then the IR malfunction is not fixed.

Если изменяются и показания диагностируемого ИК, и показания смежных ИК (все вышеуказанные математические условия выполняются), то неисправность ИК также не фиксируется.If both the readings of the diagnosed IR and the readings of adjacent IRs (all the above mathematical conditions are satisfied) are changed, then the IR failure is also not fixed.

В том случае, если количество смежных ИК составляет более двух, то дополнительно выполняется идентификация неисправного ИК. При этом диагностируемый ИК идентифицируется, как неисправный, если:          In the event that the number of adjacent IRs is more than two, an additional identification of the faulty IR is performed. In this case, the diagnosed IR is identified as faulty if:

- изменений показаний диагностируемого ИК не обнаружено, а изменения показаний не менее двух смежных ИК обнаружены,- changes in the readings of the diagnosed IR were not detected, and changes in the readings of at least two adjacent IRs were detected,

- изменения показаний диагностируемого ИК обнаружены, изменения показаний смежных ИК (количество которых не менее двух) не обнаружены.- changes in the readings of the diagnosed IR were detected, changes in the readings of adjacent IRs (the number of which is at least two) were not detected.

Один из смежных ИК идентифицируется, как неисправный, если:One of the adjacent IRs is identified as defective if:

- если изменений показаний конкретного смежного ИК не обнаружено, изменения показаний диагностируемого и других смежных ИК обнаружены, - if there are no changes in the readings of a particular adjacent IR, changes in the readings of the diagnosed and other adjacent IRs are detected,

- если изменения показаний конкретного смежного ИК обнаружены, изменения показаний диагностируемого и других смежных ИК не обнаружены.- if changes in the readings of a specific adjacent IR are detected, changes in the readings of the diagnosed and other adjacent IR are not detected.

Способ реализуется на базе ЭВМ, принимающей сигналы от измерительных каналов объекта контроля.The method is implemented on the basis of a computer that receives signals from the measuring channels of the control object.

Далее приводится пример результатов апробации предлагаемого метода на практике с представлением показаний диагностируемого ИК с обнаруженным дефектом на архивных трендах, представленных на Фиг.           The following is an example of the results of testing the proposed method in practice with the presentation of the diagnosed IR with a detected defect in the archive trends presented in FIG.

В качестве диагностируемого был выбран ИК давления на напоре насосного агрегата. Архивные показания этого канала приведены на чертеже под номером 1 (обозначены пунктиром).As the diagnosed, the IR pressure at the pressure of the pump unit was chosen. Archival readings of this channel are shown in the drawing under the number 1 (indicated by a dotted line).

В качестве смежных ИК выбраны три резервированных ИК расхода. Архивные показания этих ИК отражены на Фиг. под номерами 2, 3, 4.Three redundant IR flows were selected as adjacent IR. Archival readings of these IRs are shown in FIG. under numbers 2, 3, 4.

Входным статическим параметрам были присвоены следующие значения:The following values were assigned to the input static parameters:

Rдр = 5 Па,R dr = 5 Pa,

Siдр = 0,75 кг/м3,Si dr = 0.75 kg / m 3 ,

ΔTR = 20 с,ΔT R = 20 s,

ΔTSi = 45 с.ΔT Si = 45 s.

Детализация результатов работы предлагаемого способа диагностики:Detailing the results of the proposed diagnostic method:

Для диагностируемого ИК давления в каждый момент времени выполнялся расчет приращения ΔR и сравнение полученного значения с заданной границей допустимого дрейфа Rдр. Аналогично для каждого смежного ИК расхода непрерывно выполнялся расчет приращения ΔSi и сравнение полученного значения с границей Siдр. По превышению границы допустимого дрейфа были зафиксированы изменения показаний на всех смежных ИК расхода. Изменений показаний диагностируемого ИК зафиксировано не было. В результате зафиксирована неисправность ИК, при этом в качестве неисправного идентифицирован диагностируемый ИК.For the diagnosed IR pressure, at each moment of time, the increment ΔR was calculated and the obtained value was compared with the specified limit of the allowable drift R dr . Similarly, for each adjacent IR flow rate, the increment ΔSi was continuously calculated and the obtained value was compared with the Si boundary, etc. By exceeding the permissible drift limit, changes in readings were recorded at all adjacent IR flow rates. There were no changes in the readings of the diagnosed IR. As a result, an IR malfunction was recorded, while the diagnosed IR was identified as a malfunction.

Впоследствии по полученным результатам диагностики был выявлен сбой в работе цифрового модуля, для восстановления работоспособного состояния ИК потребовалась его перезагрузка. Штатные средства самодиагностики данный дефект не выявили.Subsequently, according to the obtained diagnostic results, a malfunction in the digital module was detected, in order to restore the working state of the IR, it required a reboot. Regular self-diagnosis tools did not reveal this defect.

Таким образом, результаты использования способа в реальных условиях подтвердили его эффективность.         Thus, the results of using the method in real conditions confirmed its effectiveness.

Применительно к электроэнергетике по предварительной оценке предлагаемый метод может применяться для 94% измерительных каналов энергоблока. Учитывая, что на современных объектах электроэнергетики количество ИК достигает свыше 22 тысяч единиц, внедрение предлагаемого метода имеет особую актуальность.In relation to the electric power industry, according to preliminary estimates, the proposed method can be applied to 94% of the measuring channels of the power unit. Given that at modern electric power facilities the number of infrared energy reaches over 22 thousand units, the introduction of the proposed method is of particular relevance.

Claims (5)

1. Способ диагностики измерительного канала (ИК), заключающийся в выполнении следующих операций:1. A method for diagnosing a measuring channel (IR), which consists in performing the following operations: - принимают и записывают в архив в текущий момент времени T показания R(T) диагностируемого канала и показания Si(T) смежных каналов, измеряющих параметры, косвенно зависимые от параметра, измеряемого диагностируемым ИК;- take and write to the archive at the current time T the readings R (T) of the diagnosed channel and the readings Si (T) of adjacent channels measuring parameters indirectly dependent on the parameter measured by the diagnosed IR; - одновременно с приемом и записью показаний в архив в каждый текущий момент времени T фиксируют наличие изменений текущего значения показаний R(T) диагностируемого ИК относительно их архивного значения R(T-ΔTR) в предшествующий момент времени T-ΔTR, а также наличие изменений текущего значения показаний Si(T) каждого смежного ИК относительно их архивного значения Si(T –ΔTSi) в предшествующий момент времени T-ΔTSi;- simultaneously with the reception and recording of readings in the archive at each current time point T, the presence of changes in the current value of the readings R (T) of the diagnosed IR relative to their archive value R (T-ΔTR) at the preceding moment of time T-ΔTR as well as the presence of changes in the current value of Si (T) readings of each adjacent IR relative to their archive value Si (T –ΔTSi) at the preceding moment of time T-ΔTSi; - если изменения показаний диагностируемого ИК фиксируются при отсутствии изменений показаний смежных ИК, или фиксируются изменения показаний смежных ИК при отсутствии изменений диагностируемого ИК, то принимается решение о неисправности ИК.- if changes in the readings of the diagnosed IR are recorded in the absence of changes in the readings of adjacent IRs, or changes are recorded in the readings of adjacent IRs in the absence of changes in the diagnosed IR, then a decision is made about the IR failure. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что изменения показаний диагностируемого ИК и смежных ИК фиксируются в том случае, если они превышают заранее заданные границы дрейфа Rдр показаний диагностируемого ИК и дрейфа Siдр показаний смежных ИК, соответственно.2. The method according to claim 1, characterized in that the changes in the readings of the diagnosed IR and adjacent IRs are recorded if they exceed the predetermined drift boundaries R dr of the readings of the diagnosed IR and drift Si dr readings of adjacent IR, respectively.
RU2019114142A 2019-05-09 2019-05-09 Measurement channel diagnostic method RU2705929C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019114142A RU2705929C1 (en) 2019-05-09 2019-05-09 Measurement channel diagnostic method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019114142A RU2705929C1 (en) 2019-05-09 2019-05-09 Measurement channel diagnostic method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2705929C1 true RU2705929C1 (en) 2019-11-12

Family

ID=68579526

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019114142A RU2705929C1 (en) 2019-05-09 2019-05-09 Measurement channel diagnostic method

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2705929C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2324150C2 (en) * 2003-10-22 2008-05-10 Майкро Моушн, Инк. Test unit and diagnosis method for coriolis flow meter
RU2575472C2 (en) * 2014-06-04 2016-02-20 Александр Александрович Калашников Method to measure level of liquid media
RU2593446C1 (en) * 2015-06-11 2016-08-10 Общество с ограниченной ответственностью "Центр транспортного инспектората" Method for automatic control of metrological characteristics of measuring devices of mass of oil or liquid oil products during tempering at fuel bases
CN106546271A (en) * 2015-09-16 2017-03-29 克洛纳测量技术有限公司 Measuring instrument and measuring apparatus

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2324150C2 (en) * 2003-10-22 2008-05-10 Майкро Моушн, Инк. Test unit and diagnosis method for coriolis flow meter
RU2575472C2 (en) * 2014-06-04 2016-02-20 Александр Александрович Калашников Method to measure level of liquid media
RU2593446C1 (en) * 2015-06-11 2016-08-10 Общество с ограниченной ответственностью "Центр транспортного инспектората" Method for automatic control of metrological characteristics of measuring devices of mass of oil or liquid oil products during tempering at fuel bases
CN106546271A (en) * 2015-09-16 2017-03-29 克洛纳测量技术有限公司 Measuring instrument and measuring apparatus

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
КАЛАШНИКОВ А.А "Методы и средства повышения метрологической достоверности контроля уровня в технологических емкостях АЭС", Авто диссертации на соискание ученой степени ктн, Москва 2017. *
КАЛАШНИКОВ А.А "Методы и средства повышения метрологической достоверности контроля уровня в технологических емкостях АЭС", Автореферат диссертации на соискание ученой степени ктн, Москва 2017. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6915237B2 (en) Integrated system for verifying the performance and health of instruments and processes
US7319939B2 (en) Predictive maintenance and management of aging of installed cables
EP1763754B1 (en) Sensor fault diagnostics and prognostics using component model and time scale orthogonal expansions
US4298955A (en) Method of and apparatus for the detection and analysis of hazards
CN109239265A (en) Monitoring device fault detection method and device
EP3933533B1 (en) Apparatus for diagnosing in vitro instruments
AU2016369392B2 (en) Method for monitoring at least two redundant sensors
JP5164954B2 (en) Device diagnostic method and device diagnostic device
CN111324105B (en) Small sensor fault detection and separation method based on statistic Mahalanobis distance
CN108020606A (en) The monitoring of analyzer component
CN109243652B (en) System and method for judging validity of compressed air flow data of nuclear power station system
WO1997041494A1 (en) Automatic control loop monitoring and diagnostics
CN102192835A (en) Stick-slip detecting device and detecting method
CN109990803B (en) Method and device for detecting system abnormity and method and device for sensor processing
RU2705929C1 (en) Measurement channel diagnostic method
RU2705169C1 (en) Method for diagnosing redundant measurement channels (versions)
CN116186976A (en) Verification method and verification system for accuracy of data collected by equipment platform sensor
KR102351538B1 (en) System and method for predicting failure of automated facilities using and algorithm that learns and diagnoses patterns
RU2680852C1 (en) Method of metrological diagnostics of measuring channels of the liquid level
CN116738859B (en) Online nondestructive life assessment method and system for copper pipe
CN117029899B (en) Refrigerating equipment instrument debugging system and method
EP3959572B1 (en) Method and system for fault detection using correlation of noise signals
RU2056506C1 (en) Method of determination of technical state of turbounit automatic control system
Бушуев et al. ALGORITHMS FOR IN-LINE PRESSURE TRANSMITTERS CONDITION MONITORING
CN104316099B (en) A kind of analog sensor monitoring method based on redundant data and system

Legal Events

Date Code Title Description
PC41 Official registration of the transfer of exclusive right

Effective date: 20200715