Диагностика отказов системы регулирования уровня в баке
4.2.2.Требования к помещениям для работы с ПЭВМ
В соответствии с СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03 помещения для работы с ПЭВМ должны удовлетворять ряду требований, перечисленных ниже.
Помещения для эксплуатации ПЭВМ должны иметь естественное и искусственное освещение. Эксплуатация ПЭВМ в помещениях без естественного освещения допускается только при соответствующем обосновании и наличии положительного санитарно-эпидемиологического заключения, выданного в установленном порядке.
Оконные проемы должны быть оборудованы регулируемыми устройствами типа: жалюзи, занавесей, внешних козырьков и др.
Площадь на одно рабочее место пользователей ПЭВМ с ВДТ на базе электронно-лучевой трубки (ЭЛТ) должна составлять не менее 6 м, в помещениях культурно-развлекательных учреждений и с ВДТ на базе плоских дискретных экранов (жидкокристаллические, плазменные) - 4,5 м.
При использовании ПВЭМ с ВДТ на базе ЭЛТ (без вспомогательных устройств - принтер, сканер и др.), отвечающих требованиям международных стандартов безопасности компьютеров, с продолжительностью работы менее 4 часов в день допускается минимальная площадь 4,5 м на одно рабочее место пользователя.
Для внутренней отделки интерьера помещений, где расположены ПЭВМ, должны использоваться диффузно отражающие материалы с коэффициентом отражения для потолка - 0,7-0,8; для стен - 0,5-0,6; для пола - 0,3-0,5.
Полимерные материалы используются для внутренней отделки интерьера помещений с ПЭВМ при наличии санитарно-эпидемиологического заключения.
Помещения, где размещаются рабочие места с ПЭВМ, должны быть оборудованы защитным заземлением (занулением) в соответствии с техническими требованиями по эксплуатации.
Не следует размещать рабочие места с ПЭВМ вблизи силовых кабелей и вводов, высоковольтных трансформаторов, технологического оборудования, создающего помехи в работе ПЭВМ.
4.2.3. Микроклимат на рабочих местах, оборудованных ПЭВМ
В производственных помещениях, в которых работа с использованием ПЭВМ является основной (диспетчерские, операторские, расчетные, кабины и посты управления, залы вычислительной техники и др.) и связана с нервно-эмоциональным напряжением, должны обеспечиваться оптимальные параметры микроклимата для категории работ 1а и 1б, представленные в таблице 4.4. К категории 1а относятся работы, производимые сидя и не требующие физического напряжения, при котором расход энергии составляет до 120 ккал/ч; к категории 1б относятся работы, производимые сидя, стоя или связанные с ходьбой и сопровождающиеся некоторым физическим напряжением, при которых расход энергии составляет от 120 до 150 ккал/ч.
Таблица 4.4.
Оптимальные нормы микроклимата для помещений с ПЭВМ
Сезон года
Категория работ
Температура воздуха, °С
Относительная влажность, %
Скорость движения воздуха, м/с
холодный и переходный
1а
22-24
40-60
0,1
1б
21-23
40-60
0,1
теплый
1а
23-25
40-60
0,1
1б
22-24
40-60
0,1
4.2.4. Шум на рабочих местах, оборудованных ПЭВМ
Уровень шума в помещении по ГОСТ 12.1003-91 в рабочей зоне не должен превышать 50 дБ.
Шумящее оборудование (печатающие устройства, серверы и т.п.), уровни шума которого превышают нормативные, должно размещаться вне помещений с ПЭВМ.
4.2.5. Освещение
Рабочие столы следует размещать таким образом, чтобы видеодисплейные терминалы были ориентированы боковой стороной к световым проемам, чтобы естественный свет падал преимущественно слева.
Искусственное освещение в помещениях для эксплуатации ПЭВМ должно осуществляться системой общего равномерного освещения.
Освещенность на поверхности стола в зоне размещения рабочего документа должна быть 300-500 лк. Освещение не должно создавать бликов на поверхности экрана. Освещенность поверхности экрана не должна быть более 300 лк.
Следует ограничивать прямую блесткость от источников освещения, при этом яркость светящихся поверхностей (окна, светильники и др.), находящихся в поле зрения, должна быть не более 200 кд/м.
Следует ограничивать отраженную блесткость на рабочих поверхностях (экран, стол, клавиатура и др.) за счет правильного выбора типов светильников и расположения рабочих мест по отношению к источникам естественного и искусственного освещения, при этом яркость бликов на экране ПЭВМ не должна превышать 40 кд/м и яркость потолка не должна превышать 200 кд/м.
Показатель ослепленности для источников общего искусственного освещения в производственных помещениях должен быть не более 20.
Яркость светильников общего освещения в зоне углов излучения от 50 до 90° с вертикалью в продольной и поперечной плоскостях должна составлять не более 200 кд/м, защитный угол светильников должен быть не менее 40°.
Светильники местного освещения должны иметь непросвечивающий отражатель с защитным углом не менее 40°.
Следует ограничивать неравномерность распределения яркости в поле зрения пользователя ПЭВМ, при этом соотношение яркости между рабочими поверхностями не должно превышать 3:1-5:1, а между рабочими поверхностями и поверхностями стен и оборудования 10:1.
В качестве источников света при искусственном освещении следует применять преимущественно люминесцентные лампы типа ЛБ и компактные люминесцентные лампы (КЛЛ). При устройстве отраженного освещения в производственных и административно-общественных помещениях допускается применение металлогалогенных ламп. В светильниках местного освещения допускается применение ламп накаливания, в том числе галогенных.
Для освещения помещений с ПЭВМ следует применять светильники с зеркальными параболическими решетками, укомплектованными электронными пуско-регулирующими аппаратами (ЭПРА). Допускается использование многоламповых светильников с ЭПРА, состоящими из равного числа опережающих и отстающих ветвей.
Применение светильников без рассеивателей и экранирующих решеток не допускается.
При отсутствии светильников с ЭПРА лампы многоламповых светильников или рядом расположенные светильники общего освещения следует включать на разные фазы трехфазной сети.
Общее освещение при использовании люминесцентных светильников следует выполнять в виде сплошных или прерывистых линий светильников, расположенных сбоку от рабочих мест, параллельно линии зрения пользователя при рядном расположении видеодисплейных терминалов. При периметральном расположении компьютеров линии светильников должны располагаться локализованно над рабочим столом ближе к его переднему краю, обращенному к оператору.
Коэффициент запаса (Кз) для осветительных установок общего освещения должен приниматься равным 1,4.
Коэффициент пульсации не должен превышать 5%.
Для обеспечения нормируемых значений освещенности в помещениях для использования ПЭВМ следует проводить чистку стекол оконных рам и светильников не реже двух раз в год и проводить своевременную замену перегоревших ламп.
4.2.6. Уровень электромагнитных излучений
Нормирование электромагнитных полей радиочастот осуществляется по СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03. Предельно допустимая напряженность на рабочем месте не должна превышать значений, приведенных в таблице 6.2.
Для предотвращения облучения оператор должен находится на расстоянии не менее 30 см от экрана монитора.
4.3. Эргономика и производственная эстетика
Эргономические требования, предъявляемые не только к конструкции, изделию, но и к организации рабочего места с точки зрения соответствия его антропологическим и физиологическим свойствам человека. Рабочее место спроектировано так, чтобы выполнение трудовых действий осуществлялось в рациональных рабочих положениях, учитывающих величину физической нагрузки при работе, необходимость ведения записей в соответствии с СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03.
Необходимо выполнение следующих требований, предъявляемых к рабочему месту:
1. Высота рабочей поверхности стола для взрослых пользователей должна регулироваться в пределах 680-800 мм; при отсутствии такой возможности высота рабочей поверхности стола должна составлять 725 мм.
2. Модульными размерами рабочей поверхности стола для ПЭВМ, на основании которых должны рассчитываться конструктивные размеры, следует считать: ширину 800, 1000, 1200 и 1400 мм, глубину 800 и 1000 мм при нерегулируемой его высоте, равной 725 мм.
3. Рабочий стол должен иметь пространство для ног высотой не менее 600 мм, шириной - не менее 500 мм, глубиной на уровне колен - не менее 450 мм и на уровне вытянутых ног - не менее 650 мм.
4. Конструкция рабочего стула должна обеспечивать:
ширину и глубину поверхности сидения не менее 400 мм;
поверхность сидения с закругленным передним краем;
регулировку высоты поверхности сидения в пределах 400-550 мм и углам наклона вперед - до 15° и назад - до 5°;
высоту опорной поверхности спинки 300±20 мм, ширину - не менее 380 мм и радиус кривизны горизонтальной плоскости - 400 мм;
угол наклона спинки в вертикальной плоскости в пределах ±30°;
регулировку расстояния спинки от переднего края сидения в пределах 260-400 мм;
стационарные или съемные подлокотники длиной не менее 250 мм и шириной - 50-70 мм;
регулировку подлокотников по высоте над сидением в пределах 230±30 мм и внутреннего расстояния между подлокотниками в пределах 350 - 500 мм.
5. Рабочее место пользователя ПЭВМ следует оборудовать подставкой для ног, имеющей ширину не менее 300 мм, глубину не менее 400 мм, регулировку по высоте в пределах до 150 мм и по углу наклона опорной поверхности подставки до 20°. Поверхность подставки должна быть рифленой и иметь по переднему краю бортик высотой 10 мм.
6. Клавиатуру следует располагать на поверхности стола на расстоянии 100-300 мм от края, обращенного к пользователю или на специальной регулируемой по высоте рабочей поверхности, отделенной от основной столешницы.
4.4. Электробезопасность рабочих мест
Для предотвращения образования статического электричества в помещениях необходимо использовать нейтрализаторы и увлажнители воздуха; полы должны иметь антистатическое покрытие. Допустимый уровень напряженности электростатического поля в помещениях не должен превышать 15В/м.
По типу защиты от поражения элетрическим током оргтехника подразделяются на два класса:
монитор относится ко второму классу, как имеющий изоляцию и не имеющий элемента для присоединения нулевого защитного проводника;
вся остальная техника относится к первому классу, как имеющая рабочую изоляцию и элемент для присоединения нулевого защитного проводника.
Вычислительную технику обязательно необходимо «занулять», чтобы предупредить поражение электрическим током от замыкания на корпус.
Корпус компьютера должен быть закрыт, чтобы предотвратить случайный доступ оператора к токоведущим частям.
4.5. Пожарная безопасность
Пожарная безопасность, согласно ГОСТ 12.1.004-91 «Пожарная безопасность», предусматривает такое состояние объекта, при котором исключается возможность возникновения пожара, а в случае его возникновения предотвращается защита материальных ценностей. Основными направлениями пожарной охраны являются профилактические мероприятия, направленные на предупреждение пожаров и ограничение их размеров.
Требуемый уровень обеспечения пожарной безопасности людей с помощью указанных систем должен быть не менее 0,999999 предотвращения воздействия опасных факторов в год в расчете на каждого человека, а допустимый уровень пожарной опасности для людей должен быть не более 10 воздействия опасных факторов пожара, превышающих предельно допустимые значения, в год в расчете на каждого человека.
Причинами возникновения пожара могут быть небрежности в обращении с огнем, неисправность электрических цепей и приборов, нарушение правил пожарной безопасности. Для предотвращения пожара необходимо соблюдать следующие правила на рабочем месте:
не оставлять без присмотра включенные электроприборы;
не допускать неисправностей в электропроводке;
не допускать нагрузки электропроводки выше нормы;
курить строго в отведенных для этого местах;
не загораживать проходы, не захламлять помещение легковоспламеняющимися материалами;
не загораживать вентиляционные отверстия мониторов, держать и подальше от источников тепла.
В случае возникновения пожара необходимо:
немедленно сообщить о случившемся в пожарную часть;
принять меры для эвакуации людей и ценного имущества;
пользуясь имеющими средствами пожаротушения приступить к локализации очага возгорания и его тушению, в случае возгорания изоляции электропроводки необходимо до начала тушения отключить питающее напряжение.
Каждое производственное помещение оснащено первичными средствами пожаротушения, в качестве которых могут выступать: вода, песок, химические пенные огнетушители ОХП-10, ОХВП-10, углекислотные огнетушители ОУ-2, ОУ-5, ОУ-8 (углекислотными огнетушителями отдается предпочтение в помещениях вычислительных центров). Могут быть установлены системы автоматической пожарной сигнализации и автоматического пожаротушения. Регулярно должны проводиться ознакомительные беседы и занятия по пожарной безопасности.
5. Организационно - экономическийраздел
5.1.Постановказадачи
В ходе выполнения данной дипломной работы было выполнено исследование алгоритмов управления технологическими процессами и методов диагностики отказов элементов АСУТП для радиохимических производств. Результаты данной работы в дальнейшем будут использоваться в учебных целях и исследовательских работах, проводимых на кафедре. Оценить эффективность данной работы с экономической точки зрения не представляется возможным. Поэтому, в данном разделе будет выполнено сетевое планирование дипломной работы и расчет затрат на ее выполнение.
5.2.Сетевое планирование дипломной работы
Методы сетевого проектирования и управления широко и успешно применяются для оптимизации планирования и управления сложными разветвленными комплексами работ, требующими участия большого числа исполнителей и затрат ограниченных ресурсов.
Сущность сетевого проектирования заключается в том, что планируемый процесс выполнения дипломной работы изображается в виде сетевого графика, в котором увязывается весь комплекс действий для дипломной работы, при рассмотрении которого можно выделить наиболее важные моменты проектирования и сконцентрировать внимание на их выполнении.
Для построения сетевого графика выполнения дипломной работы был составлен составим перечень работ, представленный в таблице 5.1.
Ожидаемая продолжительность каждой работы определяется по формуле:
tij ож = 0,6 tij мин + 0,4 tij макс, (5.1)
где tij мин - минимальная продолжительность работы, определяемая наиболее благоприятными условиями; tij макс - максимальная продолжительность работы, определяемая наиболее неблагоприятными условиями.
Продолжительности tij макс и tij мин задаются ответственным исполнителем каждой работы.
Таблица 5.1.
Перечень и параметры работ сетевого графика
Код работы
Наименованиие работы
Продолжительность, дн.
Исполнители, чел.
мин.
tijмин
макс.
tijmax
ожид.
tij
И
Р
Р
(Э)
Р
(Б)
0,1
формирование и утверждение темы диплома
1
3
2
1
1
0
0
1,2
анализ ТЗ
2
7
4
1
0
0
0
2,3
подбор литературы по теме диплома
4
10
6
1
0
0
0
3,4
изучение литературы по моделированию элементов системы управления
10
14
12
1
0
0
0
3,6
изучение литературы по управлению технологическими процессами радиохимических производств
4
6
5
1
0
0
0
4,5
построение моделей элементов системы управления в ПП Vissim
8
12
10
1
0
0
0
5,6
исследование моделей элементов системы управления
5
9
7
1
0
0
0
6,7
исследование законов управления объектом
8
14
10
1
0
0
0
7,8
оформление и защита отчета по преддипломной практике
4
7
5
1
1
0
0
8,9
получение задания по организационно-экономическому разделу
1
1
1
1
0
1
0
8,10
анализ литературы по диагностике отказов
7
12
9
1
1
0
0
9,11
подбор литературы по организационно-экономическому разделу
1
3
2
1
0
0
0
10,12
получение задания по разделу БЖД
1
1
4
1
0
0
1
10,13
построение моделей отказов в среде Vissim
2
4
3
1
0
0
0
11,13
оформление и сдача на проверку и подпись экономического раздела
3
6
4
1
0
1
0
12,14
подбор литературы по разделу БЖД
1
3
2
1
0
0
0
13,15
разработка алгоритма диагностики отказов
14
21
17
1
1
0
0
14,15
оформление и сдача на проверку и подпись раздела БЖД
2
5
3
1
0
0
1
15,16
анализ полученных результатов
2
8
4
1
1
0
0
16,17
оформление пояснительной записки и плакатов
16
6
20
1
0
0
0
17,18
сдача работы на подпись и рецензирование
1
3
2
1
1
0
0
18,19
подготовка доклада к защите дипломной работы
2
7
4
1
1
0
0
19,20
защита дипломной работы
1
1
1
1
0
0
0
5.2.2.Расчет параметров событий сетевого графика
Ранний срок свершения исходного (нулевого) события сетевого графика принимается равным нулю. Ранний срок свершения данного промежуточного события Трi рассчитывается путем сравнения сумм, состоящих из раннего срока свершения события, непосредственно предшествующего данному, и длительности работы. В качестве раннего срока свершения события принимается максимальная из сравниваемых сумм.
Рассчитанный таким способом ранний срок свершения завершающего события всего сетевого графика принимается в качестве его же позднего срока свершения. Это означает, что завершающее событие сетевого графика никаким резервом времени не располагает.
Поздний срок свершения данного промежуточного события Тпi определяется аналогично, но только при просмотре сетевого графика в обратном направлении и поздний срок свершения равен минимуму из подсчитанных разностей. Правильность расчета поздних сроков свершения событий сетевого графика подтверждается получением нулевого позднего срока свершения исходного события.
Резерв времени образуется у тех событий, для которых поздний срок свершения больше раннего, и он равен их разности. Если же эти сроки равны, событие резервом времени не располагает и, следовательно, лежит на критическом пути [10].
Результаты расчета приведены в таблице 5.2 и изображены на сетевом графике (рисунок 5.1).
Таблица 5.2.
Параметры событий сетевого графика
Номер события
Сроки свершения, дн
Резерв времени, дн
Номер события
Сроки свершения, дн
Резерв времени, дн
ранний
поздний
ранний
поздний
0
0
0
0
10
65
65
0
1
2
2
0
11
59
64
5
2
6
6
0
12
69
80
11
3
12
12
0
13
68
68
0
4
24
24
0
14
71
82
11
5
34
34
0
15
85
85
0
6
41
41
0
16
89
89
0
7
51
51
0
17
99
99
0
8
56
56
0
18
111
111
0
9
57
62
5
19
115
115
0
20
116
116
0
Таким образом, критический путь проходит через события 0,1,2,3,4,5,6,7,8,10,13,15,16,17,18,19,20.
5.2.3. Расчет параметров работ сетевого графика
Ранний срок начала работы Трнij совпадает с ранним сроком свершения ее начального события:
Трнij = Трi . (5.2)
Поздний срок начала работы Тпнij можно получить, если из позднего срока свершения ее конечного события вычесть ее ожидаемую продолжительность:
Тпнij = Тпj - tij . (5.3)
Ранний срок окончания работы Троij образуется прибавлением ее продолжительности к раннему сроку свершения ее начального события:
Троij = Трi - tij . (5.4)
Поздний срок окончания работы Тпоij совпадает с поздним сроком свершения ее конечного события:
Тпоij = Тпj . (5.5)
Для всех работ критического пути, как не имеющих резервов времени, ранний срок начала совпадает с поздним сроком начала, а ранний срок окончания - с поздним сроком окончания. Работы, не лежащие на критическом пути, обладают резервами времени.
Полный резерв времени работы Rпij образуется вычитанием из позднего срока свершения ее конечного события раннего срока свершения начального события и ее ожидаемой продолжительности:
Rпij = Тпj - Трi - tij. (5.6)
Частный резерв времени первого рода R1пij равен разности поздних сроков свершения ее конечного и начального событий за вычетом ее ожидаемой продолжительности:
R1пij = Тпj - Тпi - tij . (5.7)
Частный резерв времени второго рода R2пij равен разности ранних сроков свершения ее конечного и начального событий за вычетом ее ожидаемой продолжительности:
R2пij = Трj - Трi - tij . (5.8)
Свободный (независимый) резерв времени работы Rcij образуется вычитанием из раннего срока свершения ее конечного события позднего срока свершения ее начального события и ее ожидаемой продолжительности.
Свободный резерв времени может быть отрицательным:
Rcij = Трj - Тпi - tij . (5.9)
Работы, лежащие на критическом пути имеют коэффициент напряженности Кнij равен единице. Если работа не лежит на критическом пути ее коэффициент напряженности будет меньше единицы.
Величина коэффициента напряженности Кнij подсчитывается как отношение суммы продолжительностей отрезков максимального пути, проходящего через данную работу, не совпадающих с критическим путем, к сумме продолжительностей отрезков критического пути, не совпадающих с максимальным путем, проходящим через эту работу.
В зависимости от коэффициента напряженности все работы попадают в одну из трех зон напряженности: критическую (Кнij > 0,8), промежуточную (0,5 ? Кнij ? 0,8), резервную (Кнij < 0,5).
Результаты расчета сведены в таблицу 5.3. Из таблицы видно, что количество критических работ - 13, промежуточных -5, резервных - 5.
В целом сетевой график характеризуется следующими параметрами:
- Количество событий в сетевом графике, включая исходное: nс = 21;
- Количество работ в сетевом графике: nр = 23;
- Коэффициент сложности сетевого графика, равный отношению количества работ к количеству событий в сетевом графике: kc = np / nc = 23/21 = 1,095.
Критический путь Lкр в сетевом графике, проходящий через события и работы, не обладающие резервами времени, имеет максимальную продолжительность, равную сроку свершения завершающего события: tкр = 116 дн. [10].
Для упрощения расчётов трудоёмкости работы Tij удобно ввести понятие приведённой к ИНЖ численности работающих Чij. Для расчёта приведённой ИНЖ - численности необходимо вначале рассчитать коэффициент перерасчета Кк численности работающих k-ой категории в ИНЖ численность, равный отношению средней заработной платы работающих k-ой категории Зк к средней заработной плате ИНЖ Зинж.
Должностные оклады персонала НИИ и соответствующие коэффициенты перерасчета приведены в таблице 5.4.
Таблица 5.4.
Должностные оклады персонала НИИ
Категория персонала
Месячный должностной оклад, руб./мес
Коэффициент перерасчета Кк
руководители
12000
2,0
инженеры
6000
1,0
Приведенная численность работы Чij рассчитывается по формуле:
Чij = ЧИij КИ + ЧНСij КНС, (5.10)
где ЧИij - численность инженеров, ЧНСij - численность научных сотрудников.
Приведенная к ИНЖ-дням трудоемкость работы Tij
Tij = Чij tij, (5.11)
где tij - ожидаемая продолжительность работы.
5.3.2. Расчет сметной стоимости работ
Сметную стоимость работы можно упрощённо подсчитать, зная её приведенную трудоемкость в ИНЖ-днях и среднюю стоимость одного ИНЖ-дня, Сдн. Последняя складывается из затрат, представленных в укрупнённом виде в таблице 5.4.
Среднедневная заработная плата одного инженера рассчитывается делением среднемесячной заработной платы одного инженера (основной и дополнительной) на среднее число рабочих дней в месяце, установленное в законодательном порядке. Остальные статьи затрат рассчитываются по соотношениям, приведенным в таблице 5.4. Результаты расчетов вносятся в таблицу 5.5.
Сметную стоимость работы можно упрощенно подсчитать, зная ее приведенную трудоемкость в ИНЖ-днях и среднюю стоимость одного ИНЖ-дня, Cдн. Последняя складывается из затрат, представленных в укрупненном виде в таблице 6.5.
Таким образом затраты на выполнение данной дипломной работы составляют 164 388,0 руб.
Таблица 5.4.
Статьи затрат на проведение НИР
Наименование
Соотношение
Результат, руб.
основная заработная плата, Зосн
Прямой расчет
6000,0
дополнительная заработная плата, Здоп
0,1 Зосн
600,0
отчисление на социальное страхование, Осоц
0,054(Зосн+ Здоп)
356,4
отчисление в пенсионный фонд, Оп
0,28(Зосн+ Здоп)
1848,0
отчисление на медицинское страхование, Омед
0,036(Зосн+ Здоп)
237,6
отчисление в фонд занятости, Оз
0,015(Зосн+ Здоп)
99,0
стоимость материалов, покупных изделий и полуфабрикатов, См
(0,15…0,75)Зосн
3000
накладные расходы, Нр
(0,45…0,85)Зосн
3000
Таблица 5.5.
Трудоемкость и сметная стоимость работ сетевого графика
Код работы
Ожидаемая продолжительность, дн.
Исполнители, чел
Приведенная численность, инж.
Приведенная трудоемкость, инж. дн.
Среднедневная зарюплата инженера, руб./дн.
Среднедневные прочие затраты, руб./дн.
Стоимость одного инж.-дн.
Сметная стоимость работы, руб.
И
Р
Р(Э)
Р(БЖД)
0,1
2
1
1
0
0
3
6
314,3
406,7
721,0
4326,0
1,2
4
1
0
0
0
1
4
2884,0
2,3
6
1
0
0
0
1
5
3605,0
3,4
12
1
0
0
0
1
12
8652,0
3,6
5
1
0
0
0
1
5
3605,0
4,5
10
1
0
0
0
1
10
7210,0
5,6
7
1
0
0
0
1
7
5047,0
6,7
10
1
0
0
0
1
10
7210,0
7,8
5
1
1
0
0
3
15
10815,0
8,9
1
1
0
1
0
3
1
721,0
8,10
9
1
1
0
0
3
27
19467,0
9,11
2
1
0
0
0
1
2
1442,0
10,12
4
1
0
0
1
3
4
2884,0
10,13
3
1
0
0
0
1
3
2163,0
11,13
4
1
0
1
0
3
4
2884,0
12,14
2
1
0
0
0
1
2
1442,0
13,15
17
1
1
0
0
3
51
36771,0
14,15
3
1
0
0
1
3
9
6489,0
15,16
4
1
1
0
0
3
12
8652,0
16,17
20
1
0
0
0
1
20
14420,0
17,18
2
1
1
0
0
3
6
4326,0
18,19
4
1
1
0
0
3
12
8652,0
19,20
1
1
0
0
0
1
1
721,0
Итого, руб.
164388,0
Заключение
В результате работы был разработан алгоритм диагностики отказов элементов системы управления, основный на использовании математических моделей.
Была разработана методика диагностики отказов с использованием наблюдателей состояния и наблюдателей при неизвестном входе.
Данная методика позволяет:
- выявлять отказы всех элементов системы;
- выявлять как внезапные, так и зарождающиеся отказы с минимальной задержкой выявления;
- изолировать отказы датчиков и исполнительных механизмов путем построения схем изоляции Франка или Кларка.
Наблюдатели неизвестного входа позволяют создать надежные алгоритмы диагностики отказов. Такие алгоритмы позволяют создать систему диагностики отказов чувствительную только отказам, при наличии отличия модели от реальной системы управления, тем самым позволяя минимизировать возможность возникновения ложных сигналов отказов.
Метод диагностики, основанный на использовании наблюдателей позволяет выполнить диагностику отказов датчиков и исполнительных механизмов. Задача изоляции отказов объекта управления в этом методе не рассматривается. Для решения этой задачи было предложено использовать классификационные нейронные сети.
Для исследования методики диагностики, в качестве тестового примера, была рассмотрена система регулирования уровня жидкости в баке. Было предложено два варианта решения задачи диагностики. Первый основан на принципе формирования рассогласований с помощью наблюдателей состояния, второй на наблюдателях при неизвестном входе. Так же было выполнено проектирование системы диагностики, имитационное моделирование, анализ полученных результатов.
Литература
1. Chen J. and Patton R. J. Robust Model-Based Fault Diagnosis for Dynamic Systems. - Kluwer: Academic Publisher, 1999. - 326с.
2. Silvio Simani, Cesare Fantuzzi and Ron J. Patton. Model-based fault diagnosis in dynamic systems using identification techniques. - Springer-Verlag, 2002.
3. Башарин А.В., Новиков В.А., Соколовский Г.Г. Управление электроприводами. - Л.: Энергоиздат, 1082. - 392 с.
4. Безопасность жизнедеятельности: Методические указания по дипломному проектированию. Под ред. Пожбелко Г.С. - Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 1999. - 12с.
5. Головко В.А. Нейронные сети: обучение, организация и применение. - М.: ИПРЖР, 2001. - 256 с.
6. ГОСТ 12.0.003-74. Опасные и вредные производственные факторы.
7. ГОСТ 12.1003-91. Шум. Общие требования безопасности.
8. ГОСТ 12.1.004-91. Пожарная безопасность.
9. ГОСТ 22269-76. Система «человек-машина». Рабочее место оператора.
10. Зинкевич В.С., Баев Л.А. Сетевые методы планирования и управления: Методические указания к курсовому проекту для студентов приборостроительного факультета - Челябинск: Изд. ЮУрГУ, 1998. - 22с.
11. Злакоманов В. В. Проектирование средств автоматики и управления в технических системах: Методическое руководство по дипломному проектированию. -- Челябинск: Из-во ЮУрГУ, 2004. -- 122 с.
12. Касюк С. Т. Разработка программного обеспечения автоматизированной системы: Методическое руководство по дипломному проектированию для студентов специальности 210100. -- Челябинск: Из-во ЮУрГУ, 2006. -- 158 с.
14. Мицкевич Ю.Г., Богатова Л.С. Автоматическое управление технологическими процессами радиохимических производств - М.: Атомиздат, 1970. - 424 с.
15. Основы автоматизации химических производств. Под редакцией П.А. Обновленского. - М.: Химия, 1975. - 528с.
16. СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03. Санитерно-эпидемиологические правила и нормативы.
17. Стандарт предприятия. Курсовое и дипломное проектирование. Общие требования к оформлению. СТП ЮУрГУ 04-2001/Составители: Сырейщикова Н.В., Гузеев В.И., Сурков И.В., Винокурова Л.В., -- Челябинск: ЮУрГУ, 2001. -- 49 с.
18. Управление и информатика в технических системах: Методическое руководство по преддипломной практике и дипломному проектированию для студентов специальности 2101 / А. Д. Чесноков, Л. С. Казаринов, А. Е. Гудилин, А. В. Ящиков, В. Ф. Постаушкин, А. Н. Салтыков, В. И. Иванов, О. Н. Казьмин, Г. Б. Барменков; Под ред. Л.С.Казаринова. -- Челябинск: ЧГТУ. 1995. -- 30 с.
19. Франкс Р. Математическое моделирование в химической технологии. - М.: «Химия», 1971. - 272 с.
20. Чернобыльский И.Н. Машины и аппараты химических производств. - М.: Атомиздат, 1964. - 623с.