Результаты и выводы по третьей главе
1. Показан один из возможных подходов к формализации процессов диагностики ТС погружного электрооборудования на основе IDEF0-технологии.
2. Разработан комплекс функциональных моделей процесса диагностики ТС погружного электрооборудования на основе IDEF0-технологии. Это дало возможность выделить основные задачи диагностики, определить необходимые механизмы, входные и выходные данные процесса диагностики.
3. Произведен анализ возможных структурных реализаций системы диагностики, определены недостатки стандартной схемы системы диагностики. Сделан вывод о необходимости разработки новой концепции построения системы диагностики.
4. Предложена новая концепция построения системы диагностики погружного электрооборудования на основе распределенных средств измерения. Данная концепция дает возможность контролировать параметры по всей длине оборудования. Предложены основные структурные схемы системы диагностики для реализации данной концепции.
5. Сформулированы основные требования для реализации предложенной концепции. Приведены требования к каналу связи, аппаратной части системы диагностики и к первичным преобразователям ИМ.
6. Описан измерительно-вычислительный комплекс для проведения диагностики погружного электрооборудования.
Оценка эффективности программно-аппаратного комплекса интеллектуальной системы диагностики погружного электрооборудования
В данной главе рассмотрены вопросы практической реализации методик и алгоритмов рассмотренных выше. Приведены варианты практической реализации системы диагностики погружного электрооборудования на основе распределенных средств измерения.
Реализация системы диагностики погружного электрооборудования на основе распределенных средств измерения
В данной части магистерской работы предлагаются варианты практической реализации системы диагностики погружного электрооборудования в соответствии со структурной схемой, разработанной в п. 3.3.
Общими для всех вариантов реализации будут первичные преобразователи вибрации и температуры, канал передачи данных и реализация ИМ в целом. Различным будет лишь состав наземной части системы.
Обобщенная схема примера реализации системы диагностики
Исходя из требований приведенных выше, был произведен выбор элементной базы для системы диагностики, которая удовлетворяет требованиям, сформулированным в п. 3.3. Таким образом, система диагностики состоит из двух основных частей:
погружной блок ИМ;
наземный блок системы диагностики.
Погружной блок состоит из множества ИМ, количество которых определяется индивидуальной конструкцией оборудования и может достигать 32-х (максимальное число устройств подключаемых к шине по стандарту RS485). Каждый ИМ имеет в своем составе следующие функциональные узлы:
акселерометр MMA7455(Analog device) [38];
датчик температуры TMP35 (Analog device) [77, 122];
нормирующие преобразователи (фильтр нижних частот (ФНЧ) и усилитель напряжения (УН)) [51] на операционном усилителе OP284 (Analog device);
микроконтроллер Mega 16 (Atmel) [62];
микросхема интерфейса MAX491 (Maxim) [103];
компенсационный стабилизатор;
параметрический стабилизатор [21].
Структурная схема ИМ на основе вышеперечисленных компонентов представлена на рисунке 4.1.
Рисунок 4.14 - Структурная схема измерительного модуля
Измерение энергетических параметров в данном случае практической реализации предлагается выполнять с помощью контроллера СУ. Тогда наземная часть системы диагностики состоит из следующих функциональных узлов:
устройство преобразования форматов данных;
ПК или ноутбук;
СУ с контроллером.
В свою очередь УПФ состоит из следующих компонентов:
микросхема преобразования интерфейсов RS485-RS232, MAX491;
микросхема преобразования интерфейсов RS232-USB, FTDI232;
элементы питания схемы (ИП).
Структурная схема наземной части системы диагностики на основе вышеперечисленных компонентов представлена на рисунке 4.2.
Сигналы с датчиков поступают на АЦП микроконтроллера в зависимости от выбранного канала измерения. Далее происходит преобразование сигналов и запись их в ОЗУ.
Рисунок 4.15 - Структурная схема наземной части системы диагностики
После выполнения полного цикла измерений и преобразований, измерительная информация, посредством микросхемы интерфейса и информационный шины, передается в УПФ. В данном блоке происходит преобразование форматов, после чего сигналы поступают на ПК, где происходит их обработка и представление результата испытания оператору.