37. Амплитудная и знаковая методика диагностики состояний технических объектов.

 

1. Алгоритмы контроля уровня (амплитудные алгоритмы)

с дальнейшим вычислением разностей

Все измерения  считаются независимыми. Для начала необходимо задать минимальное или максимальное допустимое отклонение каждого параметра от нормального (среднего) значения.

Если эти отклонения не превышают по модулю допустимого значения  и/или  , то изменение параметров считается допустимыми и не требуют немедленного (оперативного) управления. Заметим: в общем случае  и в зависимости от физического смысла анализируются либо оба допустимых предела изменений параметра, либо только одни из них.

В свою очередь, допустимые пороговые значения () могут быть заданными двумя способами:

1^а) постоянство уровней и траекторий движения системы:      ;

1^б) изменение допустимых уровней во времени

;

Такая ситуация имеет место в процессах пуска или останова агрегатов; набора высоты и снижения мобильного объекта по заданной траектории и т.д. Этот случай является более сложным, как по вычислительным, так и по аппаратным затратам, поэтому используется значительно реже, только для особо опасных объектов и режимов с существенной оговоркой -"возможен ручной режим".

2. Знаковый метод контроля.

Он очень близок к первому методу контроля (по уровню). Отличие заключается в том, что при диагностике и выработке управляющих воздействий на объект, учитываются в первую очередь знаки вычисляемых отклонений текущих значений параметров  от предельных (), т.е.  либо .

Как уровень, так и знак отклонения от предельных значений используются в системах аварийной блокировки (защиты). При этом используется сравнительно небольшое количество параметров объекта, которые необходимо жестко контролировать (либо по уровню, либо по знаку), чтобы избежать аварийной ситуации. Такое управление требует немедленных, оперативных действий и алгоритм включения/отключения необходимых управлений должен быть предельно простым, например

{если , то } или

{если , то }

При использовании нескольких сигналов i=1… m, правило аварийного управления записывают либо одновременно (логическое «и») для всех аварийных параметров (и соответственно аварийных управлений)

{<если  и если … и если  > то

<; ;…;>}

либо при нарушении ограничений хотя бы по одному из них (логический оператор ИЛИ). Именно так и работают многие системы аварийной защиты. Например, система автоматической аварийной защиты атомного реактора на АЭС, которая разделяется на логические блоки быстрой  аварийной защиты (БАЗ) и медленной аварийной защиты (МАЗ), работает соответственно в двух режимах управления: по сигналу логического блока БАЗ стержни аварийной защиты быстро сбрасываются в активную зону, а по сигналу МАЗ – вводятся в активную зону с определенной скоростью. Сигнал БАЗ формируется при появлении одной из ситуаций: уменьшение времени удвоения мощности до 20с; уменьшение расхода теплоносителя более чем на 20% от заданного значения; отказах (двух каналов контроля отклонений мощности; двух из трех однотипных каналов контроля мощности и времени удвоения, двух из трех расходомеров суммарного расхода теплоносителя через реактор) в системе измерения; появления аварийного сигнала из систем технологического контроля. Сигнал МАЗ формируется при появлении одной из ситуаций: выходе из строя двух регуляторов (резервного и основного); превышение мощности более чем на 15% от заданного значения, уменьшение расхода теплоносителя на 15% установленного значения.

Таким образом, в общем случае аварийное управление реализуется как некоторая (обычно логическая) функция от малого числа (3 контролируемых по знаку либо по модулю параметров:

Здесь i,j,k – конечны и необязательно равны между собой, при соблюдении указанного ограничения на число параметров

.

3. Метод, использующий мажоритарное правило.

При увеличении числа параметров, скажем, когда их количество приближается к 30, для упрощения Алгоритма противоаварийной защиты используется МАЖОРИТАРНОЕ ПРАВИЛО. Заключается оно в том, что каждой комбинации управлений () присваивается следующее правило согласования:

Заметим, что неявно оно уже появилось в рассмотренном примере: отказы в измерительной системе БАЗ атомного реактора