страница - 135
квадратичного значений сигнала, наличие корректирующих схем.
Уровень шума, производимый механизмом, зависит от многих причин, поэтому рекомендуется измерять шум в определенных условиях.
В полевых условиях используют запись акустического шума на магнитную ленту с помощью портативных магнитофонов. Запись калибруют с помощью эталонного сигнала, создаваемого пистонфоном или акустическим калибратором. С целью получения оперативной информации о частотном составе исследуемого шума проводят спектральный анализ шума октавными или третьюктавньши фильтрами.
Система измерения шума с измерительным усилителем и набором полосовых фильтров позволяет осуществить более точные измерения и анализ шума в стационарных условиях.
Для исследования статистического распределения уровней шума во времени, а также вероятности обнаружения шума в заданном интервале или превышения заданного уровня используют анализатор статистического распределения.
Для измерения мощности звука, производимого механизмами, используют многоканальные системы. Микрофоны устанавливают вокруг исследуемой машины в расчетных точках и через переключатель каналов подключают последовательно а анализатору в реальном масштабе времени, а результаты записывают или анализируют с помощью ЭВМ. В результате определяют средние значения звукового давления и вычисляют мощность звука в отдельных частотных полосах.
Удар. Преимущество цифровой аппаратуры для измерения ударных импульсов состоит в том, что информация о параметрах ударного импульса, например о его длительности в пиковом значении, может сохраняться в оперативной памяти до прихода очередного импульса. Кроме того, такая аппаратура, имеет цифровой выход, что удобно при анализе результатов измерения на ЭВМ.
Измерение пикового ускорения основано на последовательном ступенчатом сравнении на нуль-органах измеряемого сигнала с сигналом по цепи обратной связи с уменьшающимся шагом ступеньки по мере приближения к пику измеряемого сигнала. Длительность ударных процессов определяется путем заполнения импульсами стабилизированной частоты.
Подобным прибором измеряют пиковое значение и длительность как одиночных, так и многократных ударов.
Наряду с приборами, имеющими цифровую индикацию параметров удара, распространены приборы, позволяющие также наблюдать форму ударных процессов.
Частотный анализ проводят путем многократного воспроизведения записи ударного импульса с магнитной ленты и обработки этого сигнала с помощью БПФ.
Механические удары измеряют одновременно в нескольких точках исследуемого объекта; при этом используют многоканальную запись ударов и сравнение с принятым за эталон образцовым ударом.
Для решения диагностических задач перспективны малогабаритные приборы, содержащие ударник с нормированной силой удара и портативной измерительный прибор на базе спецпроцессора. Такие приборы позволяют проводить оперативное простукивание объекта и измерять виброакустические сигналы, несущие информацию о состоянии объекта.
Глава 4.3
ДИАГНОСТИКА В УСЛОВИЯХ АВТОМАТИЗАЦИИ ПРОИЗВОДСТВА
4.3.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
В условиях автоматизации производства диагностированию подвергают несущие конструкции, двигатели, привод, основные механизмы, вспомогательные устройства, системы управления, информационные системы. В случае необходимости контролируют состояние внешней среды (температуру, влажность, запыленность, загазованность, радиацию), а также параметры инструмента и заготовки в зоне обработки. Часть информации можно использовать для диагностирования или прогнозирования состояния модуля и его элементов, что повышает экономичность диагностических схем (ДС).
При разработке системы диагностирования сложного технологического оборудования в зависимости от назначения применяют встроенные или внешние системы.
Основные функции систем диагностирования технического оборудования приведены в табл. 4.3.1.
Для количественной и качественной оценки свойств гибких производственных систем (ГПС) применяю следующие характеристики и показатели качества.
Оперативность характеризует возможность своевременного и обоснованного выбора управляющих воздействий в процессе функционирования системы с целью учета изменений в обстановке и ситуации. Она выражается временем цикла управления (отрезок времени между двумя очередными моментами выработки управляющих воздействий).
Гибкость системы определяет возможность ее перепрограммирования или перестройки на различные условия и режимы работы.
4.3.1. Основные функции систем диагностирования технологического оборудования
Системы диагностирования
Область применения | встроенные | мобильные | стационар -ные |
Разработка и создание | |||
Выявление дефектов конструкции и ее улучшение | + | + | (+) |
Контроль функционирования | (+) | - | - |
Защита от аварий | (+) | - | - |
Эксплуатация | |||
Адаптация к изменению технологического процесса | (+) | - | - |
Адаптация к изменению внешней среды | (+) | - | |
Обнаружение неисправных узлов (элементов) | + | + | - |
Контроль параметров | + | + | - |
Регулировка по динамическим параметрам | + | (+) | - |
Накопление данных о параметрах, частоте и видах отказов | (+) | + | — |
Прогнозирование | + | (+) | - |
Ремонт | |||
Контроль качества ремонта | + | + | - |
Примечание. Знак + соответствует применению системы; знак (+) - предпочтительному применению.
Мобильность определяет быстроту перепрограммирования или перестройки, живучесть характеризует возможность временного продолжения функционирования (хотя бы с ограничением возможностей) в случае повреждения отдельных деталей или узлов.
Многие из свойств ГПС, создают благоприятные условия для повышения производительности, надежности, ритмичности выпуска продукции и снижения стоимости ДС. К ним относятся: гибкость, мобильность, непрерывность, централизация. С другой стороны, ДС повышает надежность, живучесть, обоснованность и категоричность принимаемых решений: Применению ДС способствует наличие в ГПС многоуровневой системы управления, включающей, кроме ЭВМ, средства отображения информации, , а также квалифицированный персонал.
В ГПС применяют двух-, трех- и четырехуровневые системы управления сбора и хранения данных, что позволяет распределять между ними часть функций ДС.
К ДС применимы общие принципы системного анализа: принцип целеобусловлен -ности создания системы (совокупности технических средств и обслуживающих их людей) с количественным измерением параметров, определяющих цель создания ДС; принцип относительности, когда совокупность элементов ДС может рассматриваться как часть (подсистема) другой, большей системы; принцип управляемости, определяющей возможности изменения структуры ДС и иерархичности ее построения; принцип связанности в этой иерархической системе; принцип моду-лиру емости, обеспечивающий возможность прогнозирования состояния объекта диагностирования или развития самой ДС; принцип симбиозности, при котором человек рассматривается как звено ДС; принцип оперативности.
Этот подход основан на количественном определении требований к ДС, строгом обосновании методов, выбора алгоритмов, порядка разработки структуры элементов ДС для определения работоспособности, поиска дефектов и прогнозирования технического состояния.
На подготовительном этапе формируются требования к объектам диагностирования (ОД) и ведется разработка принципов построения, а затем и проектирование диагностических ри-стем (ДС) для всех стадий жизни машины. При этом используется и пополняется библиотека методов Д и уточняются требования к квалификации персонала диагностических подразделений. Требования к объекту диагностирования, результаты моделирования динамических систем и испытания аналогов используются при проектировании опытного и серийного образцов машин.
Результаты испытаний и диагностирования и данные об отказах оборудования хранятся в банке данных. При организации банка данных следует учитывать, что некоторые показатели качества, в связи с приработкой, изменяются в процессе эксплуатации. Поэтому они должны фиксироваться с указанием дли-
тельности эксплуатации. Данные банка позволяют сравнивать конструкции автоматического оборудования одного назначения, разрабатывать более совершенные системы обслуживания и ремонта, оценивать результаты модернизации, сравнивать качество эксплуатации и ремонта на различных заводах.
В процессе эксплуатации диагностирование машин осуществляется бортовыми системами, переносной аппаратурой, передвижными станциями диагностики на стендах.
Передвижные станции выгодны для небольших предприятий, которые не могут приобретать и эксплуатировать сложную, дорогую аппаратуру (кинокамеры, вибродиагностическую аппаратуру, системы технического зрения и др.).
При разработке ДС важное значение имеют метрологическая подготовка и метрологическое обеспечение средств ТД, включающие проверки (аттестацию), юстировку и ремонт этих средств.
Автоматизированные системы сбора и обработки экспериментальных данных основаны на применении ЭВМ, программируемых контролеров, микро ЭВМ, микропроцессоров.
Организационное обеспечение диагностирования включает описание:
организационной структуры систем диагностирования;
человеко-машинных операций процесса диагностирования;
перечень диагностической документации;
оборудования встроенных и внешних датчиков;
и требований к квалификации обслуживающего персонала.
При описании человеко-машинных операций процесса диагностирования уточняются: возможность оператора воспринимать информацию от приборов и других средств информационной системы за заданный период времени; вероятность принятия оператором правильного решения; распределение операций, выполняемых оператором по времени выполнения ГПС заданной работы (до начала работы, пуск, нормальная эксплуатация, запланированные перерывы в работе, в момент нарушения работоспособности и т:п.).
Эти данные служат также основой для решения вопросов дальнейшего повышения уровня автоматизации процессов диагностирования.
Основная цель диагасчг1яроваиия металлорежущего оборудовав»* связана с оценкой его выходных параметров и выявлением причин их отклонения от заданных значений. При этом необходимо учитывать весь диапазон режимов его работы и условий эксплуатации и их вероятностную природу, а также возмож-
ность изменения выходных параметров машины во времени, т.е. ее параметрическую надежность. Задачи диагностирования машины нередко переплетаются с задачами, возникающими при ее испытании. Применение методов диагностирования позволяет сделать испытания машины более информативными и повысить их эффективность.
Наибольший эффект достигается в том случае, если диагностирование осуществляется не по отдельным показателям машины и не для отдельных ее узлов, а для комплексной оценки работоспособности машины. Ниже указаны два основных вида диагностики машин.
Экс11луатацвчмгаая диагностика связана с тем, что имеется широкий диапазон условий и режимов эксплуатации, а также вариация начальных показаний качества машины, которые приводят к значительной дисперсии времени достижения машиной предельного состояния. Поэтому необходима разработка методов и средств для оценки и прогнозирования технического состояния машины, выявления причин нарушения работоспособности, установления вида и места возникновения повреждений.
Пведэксплуатапвювжая диагностика проводится на стадии проектирования опытных образцов или обработки уникальных машин. При этом определяется выполнение требований технического задания, выявляются возможности расширения области работоспособных состояний и улучшения рабочих характеристик, а в случае необходимости уточняется техническая документация (увеличение или уменьшение норм на отдельные параметры). Приходится разграничивать дефекты, связанные с неблагоприятными динамическими характеристиками, не учтенными при проектировании, и дефекты, возникшие из-за несовершенства технологии изготовления опытного образца.
Предварительно с «помощью средств диагностирования проверяется качество обкатки и осуществляется более точная регулировка машины, включая ее систему управления, что облегчает выявление других дефектов.
На основании метода исследований машин-автоматов циклического действия может быть рекомендована схема проведения испытаний и диагностирования на стадии проектирования опытных образцов или обработки уникальных машин, в основе построения которой лежит расчленение испытаний на этапы, позволяющие более оперативно использовать результаты и уменьшить трудоемкость эксперимента. Последовательность и содержание этапов работ по диатостированию модулей ГПС на станкостроительном заводе представлены в табл. 4.3.2.
содержание:
[стр.Введение] [стр.1] [стр.2] [стр.3] [стр.4] [стр.5] [стр.6] [стр.7] [стр.8] [стр.9] [стр.10] [стр.11] [стр.12] [стр.13] [стр.14] [стр.15] [стр.16] [стр.17] [стр.18] [стр.19] [стр.20] [стр.21] [стр.22] [стр.23] [стр.24] [стр.25] [стр.26] [стр.27] [стр.28] [стр.29] [стр.30] [стр.31] [стр.32] [стр.33] [стр.34] [стр.35] [стр.36] [стр.37] [стр.38] [стр.39] [стр.40] [стр.41] [стр.42] [стр.43] [стр.44] [стр.45] [стр.46] [стр.47] [стр.48] [стр.49] [стр.50] [стр.51] [стр.52] [стр.53] [стр.54] [стр.55] [стр.56] [стр.57] [стр.58] [стр.59] [стр.60] [стр.61] [стр.62] [стр.63] [стр.64] [стр.65] [стр.66] [стр.67] [стр.68] [стр.69] [стр.70] [стр.71] [стр.72] [стр.73] [стр.74] [стр.75] [стр.76] [стр.77] [стр.78] [стр.79] [стр.80] [стр.81] [стр.82] [стр.83] [стр.84] [стр.85] [стр.86] [стр.87] [стр.88] [стр.89] [стр.90] [стр.91] [стр.92] [стр.93] [стр.94] [стр.95] [стр.96] [стр.97] [стр.98] [стр.99] [стр.100] [стр.101] [стр.102] [стр.103] [стр.104] [стр.105] [стр.106] [стр.107] [стр.108] [стр.109] [стр.110] [стр.111] [стр.112] [стр.113] [стр.114] [стр.115] [стр.116] [стр.117] [стр.118] [стр.119] [стр.120] [стр.121] [стр.122] [стр.123] [стр.124] [стр.125] [стр.126] [стр.127] [стр.128] [стр.129] [стр.130] [стр.131] [стр.132] [стр.133] [стр.134] [стр.135] [стр.136] [стр.137] [стр.138] [стр.139] [стр.140] [стр.141] [стр.142] [стр.143] [стр.144] [стр.145] [стр.146] [стр.147] [стр.148] [стр.149] [стр.150] [стр.151]