СЦБИСТ - железнодорожный форум, блоги, фотогалерея, социальная сеть СЦБИСТ - железнодорожный форум, блоги, фотогалерея, социальная сеть
Вернуться   СЦБИСТ - железнодорожный форум, блоги, фотогалерея, социальная сеть > Уголок СЦБИСТа > Книги и журналы > xx2

Ответ    
 
В мои закладки Подписка на тему по электронной почте Отправить другу по электронной почте Опции темы Поиск в этой теме
Старый 13.07.2019, 17:03   #1 (ссылка)
V.I.P.
 
Аватар для бабулер25


Регистрация: 07.07.2019
Сообщений: 16
Поблагодарил: 0 раз(а)
Поблагодарили 0 раз(а)
Фотоальбомы: 0
Записей в дневнике: 30
Загрузки: 0
Закачек: 0
Репутация: 0

Тема: [05-2018] Вибродиагностика: особенности, пути совершенствования, интеграция в проект "Цифровая железная дорога"


Вибродиагностика: особенности, пути совершенствования, интеграция в проект "Цифровая железная дорога"


Канд. техн, наук В.Ю. ТЭТТЭР, руководитель научно-исследовательского отдела ООО «Энергосервис»

Современные системы для диагностирования и наладки оборудования по вибрации представляют собой совокупность измерительных устройств и специального программного обеспечения. Конкуренция на российском рынке производителей виб-рометрической техники достаточно острая (в настоящее время в России функционируют более пятидесяти таких компаний). Естественно, что производители виброди-агностического оборудования (ВДО) стремятся улучшить характеристики и расширить функциональные возможности без значительного увеличения его стоимости. Оборудование, разрешенное к применению в ОАО «РЖД», разрабатывают и выпускают, в основном, восемь российских компаний.

Особенности оборудования ВДО. Вибродиагностирование подшипниковых и редукторных узлов локомотивов, вагонов и путевых машин уже давно стало нормой на железнодорожном транспорте. Использование диагностического оборудования в технологическом процессе ремонта регламентировано рядом нормативных документов, например, [1, 2], РД 32 ЦВ 109— 2011; ПКБ ЦТ 06.0050 (2012 г.).

Диагностирование роторных механических узлов подвижного состава имеет ряд особенностей, которые необходимо учитывать при создании аппаратной части диагностического оборудования и соответствующего программного обеспечения. К этим особенностям можно отнести:

- ограниченное время диагностирования;
необходимость определения технического состояния объекта по однократному измерению;

неприспособленность объектов к диагностированию;

неблагоприятные условия работы (электромагнитные помехи, загрязненность объекта и окружающего пространства, нередко отрицательные значения температуры).

Приведенные особенности имеют место и в других отраслях, но не так ярко выражены. В зависимости от условий и объектов диагностирования используются стационарные или переносные системы.


На сети Российских железных дорог эксплуатируется, в основном, следующее диагностическое оборудование: комплексы типа «Прогноз», «Эксперт» (рис. 1, 2), сборщики информации (в сочетании с ПЭВМ) «Вектор-2000», СД-11, СД-12, готовится к внедрению комплекс СД-41 (рис. 3), системы типа ОМСД (рис. 4), УДП, СКБУ, МПП. Приведенные средства в различной степени учитывают уже перечисленные особенности. Например, сборщики информации удобны в применении, имеют широкий диапазон рабочих температур, но, как правило, взаимодействуют лишь с одним датчиком вибрации, что предопределяет последовательный съем информации с контрольных точек и неизбежную его перестановку. В результате увеличивается общее время диагностирования.

Использование сборщиков ведет к разрывной технологии диагностирования, которая не позволяет получать диагноз сразу после окончания съема информации с контрольной точки. Повторный съем информации в этом случае приводит к необходимости повторного выполнения подготовительных операций, которые занимают более половины общего времени диагностирования. Реализуемая некоторыми разработчиками идеология «централизованного» удаленного диагностирования имеет существенные недостатки, например, «оторванность» от объекта диагностирования, длинные линии связи.

Анализ российского и зарубежного опыта позволяет сделать заключение, что виб-родиагностическое оборудование совершенствуется по следующим направлениям:

- повышение надежности работы;

- повышение достоверности измерений;

- увеличение глубины диагностирования;

- сокращение времени диагностирования;

- оптимизация пользовательского интерфейса;

- создание сопутствующего программного обеспечения с функциями обработки баз данных, передачи информации в сеть и др.;

- улучшение метрологических характеристик.

Надежность работы зависит от многочисленных факторов, к которым можно отнести применяемую элементную базу, схемотехнику, технологическую культуру производства, используемые материалы, конструкторские решения и др.

Повышение достоверности и глубины диагностирования достигается комплексными мерами: улучшением метрологических характеристик аппаратной части, использованием нескольких методов диагностирования, нахождением и введением в алгоритмы новых диагностических признаков, самотестированием.

Сокращение времени диагностирования достигается введением параллельного съема и обработки сигналов, оптимизацией алгоритмов работы.

Пользовательский интерфейс (рис. 5) должен быть удобным, интуитивно понятным, содержать как можно меньше действий для получения конечного результата.

Сопутствующее программное обеспечение способно в значительной мере повысить эффективность использования вибродиагностического оборудования, в том числе и с помощью принятия обоснованных организационных и технических решений по результатам диагностирования.

Более чем двадцатилетний опыт создания и внедрения вибродиагно-стического оборудования позволил разработчикам учесть и условия его применения на железнодорожном транспорте, и замечания пользователей в новых изделиях «Эксперт-Д» (рис. б) и «Эксперт М» (рис. 7).

Одна из основных особенностей, которая значительно повышает надежность изделия, заключается в том, что в нем отсутствует такое «слабое» звено, как серийная ПЭВМ. Практика эксплуатации ВДО в деповских условиях показала, что наиболее частые причины отказов — это выход из строя жестких дисков и соединения экрана с материнской платой компьютера.

Взамен серийной ПЭВМ появился субблок промышленного компьютера собственной разработки, который выполнен в виде отдельной платы. Повышенная надежность изделия «Эксперт М» обеспечивается прочным корпусом и возможностью использования автономного питания, а также достаточно глубоким самотестированием.

Достоверность и глубина диагностирования возросли путем включения в алгоритм дополнительных диагностических признаков. Теперь осуществляется спектральный анализ трех видов спектров (широкополосный, прямой, спектр огибающей) и нескольких параметров временного сигнала, в том числе определяются СКЗ, пик-фактор, величина фактора Куртозиса [3].

Сокращение времени диагностирования происходит благодаря параллельному съему сигналов вибрации по четырем каналам. Время, затрачиваемое на диагностирование четырех точек (характерная конфигурация для диагностирования колесно-моторного блока локомотива), сократилось с 15 до 4 мин. Экономия времени происходит и за счет нового алгоритма записи временного сигнала с последующим вычислением и усреднением спектров.

Максимально использовать возможности диагностического комплекса смогут работники, прошедшие специальную подготовку. Для таких пользователей дается возможность выполнять спектральный анализ «вручную», а также с помощью «тонких настроек» осуществлять ряд действий, направленных на уточнение диагноза.

Диагностическое оборудование типа «Эксперт» нашло широкое применение как при входном, так и выходном контролях буксовых узлов.

Интеграция в проект «Цифровая железная дорога». Недавно начатый глобальный проект «Цифровая железная дорога» содержит несколько больших составляющих (рис. 8). Блок цифрового сервиса «Подвижной состав» этого проекта предполагает сбор и обработку информации, относящейся к планированию технического обслуживания, текущего состояния, эксплуатации и ремонтов, а также к диагностике и учету [4].


В отношении подвижного состава одной из целей проекта является «предсказательная диагностика технического состояния». Такая диагностика должна основываться на единой технологической базе и единой технологии обработки данных, использовании математического моделирования и элементов искусственного интеллекта (рис. 9) [5].

Группой компаний «ЛокоТех» и компанией «Clover Grup» (г. Казань) разработан инструмент интеллектуальной аналитики (инновационная модель управления бизнесом) «Умный локомотив». Этот инструмент направлен на решение следующих задач:

❖ снижение затрат на неплановые ремонты;

❖ повышение качества ремонтов;

❖ устранение нарушений режимов эксплуатации локомотивов.

По мнению разработчиков инструмента «Умный локомотив» он может получить приведенные на рис. 10 выгоды [5].

Диагностическое оборудование является первичным звеном в длинной цепочке сбора, передачи и обработки технологической информации. Для полноценной интеграции в проект «Цифровая железная дорога» диагностическое оборудование должно удовлетворять нескольким обязательным требованиям. Эти требования еще не «озвучены» руководителями проекта.

Вряд ли будет принято решение о разработке новых средств диагностирования, обладающих необходимыми свойствами и возможностями, так как это будет экономически нецелесообразно. В связи с этим обстоятельством потребуется доработка как минимум программного обеспечения существующего оборудования.

Одним из необходимых условий функционирования диагностического оборудования, в том числе и по вибрации, в проекте «Умный локомотив» является гармонизация выходной информации — форматов представления данных, протоколов обмена и форматов передачи сведений и др. В настоящее время на сети железных дорог используются, в основном, восемь типов ВДО. Все они имеют различный интерфейс, часть оборудования не наделена возможностями передачи информации в сетевую структуру. Базы данных этих средств имеют различную структуру и не стыкуются друг с другом.

Приведение отмеченных параметров к «общему знаменателю» требует внешней координации действий со стороны ОАО «РЖД» путем проведения на первом этапе научно-технических совещаний, по результатам которых будут выработаны консолидированные пути решения задач. На втором этапе потребуются разработка и принятие нормативных документов с требованиями к диагностическому оборудованию и источникам финансирования для реализации этих требований. По мнению автора, даже при наличии таких требований и финансирования процесс доработки ВДО может растянуться на два и более года.

Достаточно длительный опыт внедрения ВДО на сети железных дорог показал, что для повышения эффективности его использования необходимо предпринять дополнительные меры. При этом они не содержат обязательные мероприятия, чтобы поддерживать работоспособность диагностического оборудования (например, периодическую калибровку и техническое обслуживание). Массовое внедрение изначально предполагает создание систем проверки метрологических характеристик, обучения, технического обслуживания и ремонта.

Речь идет о создании автоматического контроля эксплуатации диагностического оборудования и систем «второго уровня» использования диагностической информации, т.е. ее утилизации (статистической обработке) по мере накопления, подготовки и передачи сведений на различные управленческие уровни. Результатом решения поставленных вопросов для вибродиагно-стического оборудования стала разработка в системах типа «Эксперт» серверного программного обеспечения под названием «ЦУД» — центр управления диагностикой.

С помощью ЦУДа, например, можно определить, какие узлы колесно-моторных блоков локомотивов наиболее часто выходят из строя, выяснить также, какие неисправности и в каких элементах подшипника они преобладают. ЦУД дает возможность получить интегральную оценку технического состояния парка локомотивов в депо, оценить качество работы бригад диагностики (ведется автоматический учет времени функционирования диагностического оборудования, количества про-диагностированных узлов, обнаруженных дефектов и др.).

Полученная информация подготавливается к передаче по железнодорожной сети Inranet или Internet на различные управленческие уровни. Анализ такой информации дает основания к принятию взвешенных, обоснованных организационных и технических решений. Идеи и программные решения, заложенные в Центр управления диагностикой, по сути, являются элементами новой информационной идеологии «Умный локомотив».

Пути совершенствования оборудования ВДО. Перспективным направлением в вибродиагностике является использование нетрадиционных методов цифровой обработки сигналов. В последние годы появляются публикации по использованию в вибродиагностике кепстров (спектр спектра), вейвлет преобразований. Просматривается и использование в вибродиагностике теории нечетких множеств и теории распознавания образов. Особо надо отметить такой математический аппарат, как нейронные сети. На базе этого аппарата возможна реализация элементов искусственного интеллекта.

Ориентация на нейронные сети озвучена руководителями ИТ-технологий ОАО «РЖД» и фирм партнеров — директором по информационным технологиям ОАО «РЖД» Е.И. Чаркиным, генеральным директором ООО «Локомотивные технологии» Ю.С. Дегтяревым, генеральным директором ООО «Кловер Групп» Д.Б. Касимовым — как доминирующей концепции при решении проектов «Цифровая железная дорога» и «Умный локомотив». К работе над созданием концепции проекта и программных решений верхнего уровня (обработка больших данных, их анализ и прогнозирование) привлечено более семидесяти специализированных компаний.

Одна из важных задач диагностирования — прогнозирование технического состояния. Вопрос прогнозирования очень сложный, включающий в себя множество неопределенностей. Для правильного прогнозирования, как минимум, необходимы две базовые основы: первая — это возможность определения (идентификации) максимально возможного количества дефектов и степени развития каждого дефекта, вторая — наличие моделей развития каждого из видов дефектов. Вибродиагностическое оборудование ведущих производителей способно различать до 12 видов дефектов и оценивать степень их развития.

Что касается моделей развития дефектов, то до настоящего времени публикаций по данной теме замечено не было ни в России, ни за рубежом. Между тем, без наличия таких моделей прогнозирование технического состояния узлов локомотивов крайне затруднительно и приблизительно. Такие модели могут быть получены с помощью теоретических исследований, в результате специальных стендовых испытаний и наблюдениями за техническим состоянием в процессе эксплуатации. Все эти способы являются достаточно затратными, но заслуживающими внимания, так как по предварительным оценкам окупятся за 1,5 — 2 года.


Дальнейший прогресс в области диагностирования подвижного состава железных дорог, вероятно, будет связан с введением в диагностические системы алгоритмов самообучения. Его элементы уже сейчас присутствуют в некоторых диагностических системах.

Следует сказать и о таком перспективном направлении в вибродиагностике.

как введение в практику виртуальных (электронных) эталонов дефектов [6], которые позволят давать объективную оценку функциональным возможностям (наиболее важным для пользователей) вибродиагностического оборудования и, возможно, заменить трудоемкую и дорогостоящую процедуру калибровки (поверки) на тестирование с помощью виртуальных эталонов.

Подводя итоги изложенным в статье суждениям, можно сделать следующие выводы. Условия диагностирования подвижного состава железных дорог предъявляют особые требования к виб-родиагностическому оборудованию. Для железнодорожного подвижного состава предпочтительнее «неразрывная» технология диагностирования (получение диагноза сразу после съема информации). Ноутбуки и серийные ПЭВМ нецелесообразно использовать в системах диагностирования, которые эксплуатируются в цеховых условиях.

Чтобы повысить достоверность и глубину диагностирования, следует использовать сочетание различных методов, вводить в алгоритмы новые диагностические признаки дефектов. Перспективными методами обработки вибросигналов могут стать вейвлет-преобразование, математический аппарат нечетких множеств, нейронные сети и теория распознавания образов. Для повышения эффективности диагностических средств необходимо использовать интеллектуальный анализ диагностических баз данных.

Объективную оценку функциональных возможностей вибродиагностического оборудования и замену процедуры калибровки можно будет осуществлять путем введения в практику виртуальных эталонов дефектов. Необходимы организационные мероприятия по интеграции диагностического оборудования в проекты «Цифровая железная дорога» и «Умный локомотив».

Библиография

1. Вибрационное диагностирование узлов локомотивов ПКБ ЦТ.О6.ОО5О; ОАО «РЖД», Москва. 2012.76 с.

2. Руководство по вибродиагностике подшипников буксовых узлов вагонных колесных пар РД 32 ЦВ 109—2011, ОАО «РЖД»,Москва. 2011.14с.

3. Тэттэр В.Ю. фактор Куртозиса как диагностический признак неисправности подшипника. /В.Ю. Тэттэр, В.И. Щедрин, Е.Н. Сидоров, К.Л. Буяльский// Контроль. Диагностика. — 2010. — №3(141). С 28 —34.

4. http://www.miit.rU/content/M.A. Чернин, заместитель начальника Департамента технической политики ОАО «РЖД», pdf (дата обращения 06.12.2017).

5. http://www.tadviser.ru/index.php/npoeKT: Умный_локо-мотив_(Локотех).

6. Тэпэр В.Ю. Оценка возможности реализации вибрационных эталонов дефектов роторных механических узлов. /В.Ю. Тэттэр// Измерительная техника. — 2013. — № 5. С. 20—23.
бабулер25 вне форума   Ответить с цитированием 0
Объявления
Похожие темы
Тема Автор Раздел Ответов Последнее сообщение
[Новости РЖД] ПАО "ТрансКонтейнер" совместно с ОАО "РЖД" запустил новый контейнерный поезд по маршруту Артём (Дальневосточная железная дорога) – Санкт-Петербург (Октябрьская железная дорога). rzd.ru Новости на сети дорог 0 11.03.2015 17:04
[Новости РЖД] Горьковская железная дорога завершает реализацию инвестиционной программы "Модернизация железнодорожного пути". rzd.ru Новости на сети дорог 0 09.12.2014 11:04
[Новости РЖД] 6 ноября Московская железная дорога совместно с сотрудниками линейного отдела полиции на транспорте подведут итоги конкурса детского рисунка "Железная дорога – зона повышенной опасности". rzd.ru Новости на сети дорог 0 31.10.2013 13:04
[Новости РЖД] Свердловская железная дорога и "Пермская пригородная компания" запускают новый проект по защите окружающей среды - "Экологический поезд". rzd.ru Новости на сети дорог 0 29.07.2013 15:04
=Распоряжение= № 1941р от 17 сентября 2009 г. - Об упразднении секции "Унификация, интеграция и общие вопросы построения автоматизированных систем" Научно-технического совета открытого акционерного общества "РЖД" Admin 2009 год 0 08.01.2013 16:54

Ответ

Возможно вас заинтересует информация по следующим меткам (темам):
локо0518, локомотив


Здесь присутствуют: 1 (пользователей: 0 , гостей: 1)
 
Опции темы Поиск в этой теме
Поиск в этой теме:

Расширенный поиск

Ваши права в разделе
Вы не можете создавать новые темы
Вы не можете отвечать в темах
Вы не можете прикреплять вложения
Вы можете редактировать свои сообщения

BB коды Вкл.
Смайлы Вкл.
[IMG] код Вкл.
HTML код Выкл.
Trackbacks are Вкл.
Pingbacks are Вкл.
Refbacks are Выкл.



Часовой пояс GMT +3, время: 18:45.

СЦБ на железнодорожном транспорте Справочник 
сцбист.ру сцбист.рф

СЦБИСТ (ранее назывался: Форум СЦБистов - Railway Automation Forum) - крупнейший сайт работников локомотивного хозяйства, движенцев, эсцебистов, путейцев, контактников, вагонников, связистов, проводников, работников ЦФТО, ИВЦ железных дорог, дистанций погрузочно-разгрузочных работ и других железнодорожников.
Связь с администрацией сайта: admin@scbist.com
Advertisement System V2.4