W turbogeneratorach pracujących w cyklu zmiennych obciążeń dochodzi często do uszkodzeń zębów w skrajnych częściach rdzenia stojana. Zwarcia blach w głowach zębów rdzenia mogą powodować nadmierne wzrosty ich temperatury (aż do tzw. "pożaru żelaza"), a w konsekwencji doprowadzać do uszkodzenia izolacji prętów uzwojenia stojana i zwarcia doziemnego. Z praktyki remontowej wynika, że częstą przyczyną uszkodzeń izolacji prętów uzwojenia stojana są również ich lokalne przegrzania spowodowane zmniejszoną drożnością kanałów chłodzących w przewodach elementarnych, np. na skutek gromadzenia się produktów erozji. Ograniczona liczba czujników do pomiaru temperatury rdzenia i uzwojenia stojana (lub ich brak) uniemożliwia wykrywanie tego typu uszkodzeń we wczesnej fazie ich rozwoju.
EN
The paper presents an original - worked out by the authors - way of online detecting the damages of a large turbogenerator core and stator winding. The distillate temperature measured at the outlet from the stator winding coils is a diagnostic signal. It was shown, using the stator thermal model developed, that the considered turbogenerator damages cause a measurable increase in the distillate temperature in some outlet boxes. The proposed way of prevention diagnostics enables determination of the kind and location of a damage as well as the preliminary estimation of its size. It allows elimination of wide damages of turbogenerators. The exemplary calculations were carried out for a 230 MW turbogenerator which is very common in the Polish power system.
2
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Analogowe i cyfrowe przekaźniki kontrolne Sirius Siemensa potrafią nie tylko niezawodnie i wszechstronnie kontrolować sieć, lecz także jednoznacznie diagnozować występujące w niej usterki. Dzięki temu umożliwiają szybką naprawę i przyczyniają się do podwyższenia dyspozycyjności systemów. Bo na przykład nieprawidłową kolejność faz potrafią nawet skorygować same. Urządzenia przenośne, takie jak sprężarki klimatyzacji, kontenery chłodnicze, sprężarki budowlane, albo żurawie, ciągle są podłączane do innych sieci, gdzie nie ma pewności, czy napięcie sieciowe odpowiada wymaganym wartościom granicznym, czy kierunek obrotów jest prawidłowy, czy nie ma asymetrii faz, nie mówiąc już o ich zanikaniu.
A fault diagnosis technique for internal combustion engines using time-scale representations of vibration signal is presented in this paper. Engine block vibration results as a sum of many excitations mainly connected with engine speed and their intensity increases with the appearance of a fault or in case of higher engine elements wearing. In this paper an application of acceleration signals for the estimation of the influence of piston skirt clearance on diesel engine block vibrations has been described. Engine body accelerations registered for three simulated cases representing piston skirt clearance variations were an object of preliminary analysis. The presented procedures were applied to vibration and pressure signals acquired for a 0.5 dm3 Ruggerini, air cooled diesel engine. Reciprocating machines are difficult to diagnose using traditional frequency domain techniques because of generate transient vibration. In conducted experiments WPT has been chosen as the decomposition tool for feature extraction as a tool providing a flexible time-frequency resolution and a rich library of redundant wavelet bases.
PL
W artykule przedstawiono wyniki badań diagnostycznych silnika ZS za pomocą analizy czasowo-częstotliwościowej. Drgania bloku i głowicy badanego silnika są spowodowane wieloma wymuszeniami związanymi z jego prędkością obrotową a ich intensywność wzrasta wraz z pojawianiem się uszkodzeń mechanicznych, zużycia eksploatacyjnego oraz występowania anomalii w procesie spalania. Sygnały przyspieszeń drgań wykorzystano do określenia wpływu stanu symulowanego luzu w złożeniu tłok cylinder. W ramach badań silnika ZS, chłodzonego powietrzem o pojemności 0,5 dm3 firmy Ruggerini zasymulowano trzy wartości luzu. Ze względu na fakt, że silniki spalinowe są złożonymi obiektami diagnozowania wykorzystanie tradycyjnych metod analizy częstotliwościowej nie zapewnia precyzyjnej identyfikacji charakterystycznych wymuszeń. W prowadzonych badaniach przeprowadzono dekompozycję sygnału drganiowego za pomocą pakietów falkowych (WPT).
Przedmiotem pracy jest zaproponowanie systemu detekcji i lokalizacji uszkodzeń układu dwóch zbiorników z zastosowaniem rozszerzonych obserwatorów o nieznanym wejściu. W szczególności, pokazuje się jak rozwiązać problem lokalizacji uszkodzeń z zastosowaniem banku rozszerzonych obserwatorów o nieznanym wejściu, gdzie każdy obserwator wrażliwy jest na wszystkie uszkodzenia oprócz jednego. W końcowej części pracy przedstawia się rezultaty symulacji komputerowych potwierdzające skuteczność proponowanego rozwiązania.
EN
The main objective of the paper is to propose a fault detection and isolation system for a two-tank system using extended unknown input observers. In particular, it is shown how to solve the fault isolation problem with a bank of extended unknown input observers where each of the observers is sensitive to all but one faults. The final part of the paper presents the computer simulation results that confirm the effectiveness of the proposed approach.
5
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Intensywnie rozwijający się przemysł, zwłaszcza w ostatnich latach, wytwarza i korzysta z coraz to bardziej skomplikowanych maszyn i urządzeń. Stawiane są żądania wysokiej efektywności i niezawodności. Od inżynierów żąda się maksymalnego skrócenia i potanienia procesu wytwarzania danego produktu oraz jak najdłuższego utrzymywania maszyn i urządzeń produkcyjnych w stanie zdatności do prawidłowego działania. Pociąga to za sobą konieczność opracowania i ciągłego udoskonalania metod umożliwiających zbieranie oraz analizowanie informacji o właściwościach funkcjonujących maszyn, o ich stopniu zdatności do wykonywania przewidzianych przez inżynierów zadań. Można powiedzieć, że stawiane jest co chwilę pytanie, jaki jest stan techniczny maszyny, jak się ona zachowuje, czy ma jakieś uszkodzenia?
EN
Every machine goes through tour stages of its existence: construction, production, utilisation and scrapping. Relevant diagnostics needs to be performed at each of the stages. Based on the analysis of signals generated by machines and equipment, we can determine their condition. Among modern methods of diagnostic testing of equipment, we have to distinguish the very successful studies that are based on the use of information contained signals accompanying regular operation of machines. The signals include, among others, vibroacoustic signals accompanying every creative and utilisation process. Vibroacoustic signals are the reflexion of the most important physical phenomena occurring in machines. In his article, the author presents his own experience in utilisation diagnostics of electrical drives in the industry.
W pracy opisano strategie wydobywania i selekcji cech uszkodzeń analogowych układów nieliniowych pozwalających na optymalizację procesów diagnostycznych. Omówiono algorytmy służące do wyboru minimalnego zbioru atrybutów zapewniającego skuteczną diagnostykę założonych pojedynczych uszkodzeń katastroficznych i parametrycznych obwodów tranzystorowych przy ograniczonym dostępie do punktów wewnętrznych obwodu. Założono dostępność prądów w zasilania źrodeł oraz prądów i napięć wejściowych a ekstrakcji cech uszkodzeń dokonywano na podstawie analizy dynamicznej i stałoprądowej analogowych układów nieliniowych bez nie stosowania skomplikowanych narzędzi obróbki sygnałów.
EN
The strategy of feature extraction and selection enabling to improve efficiency of fault detection methods for analog nonlinear circuits is presented in the paper. Simple algorithm for data selection, ensuring the proper diagnosis of faulty circuits having single catastrophic and parameter faults is proposed and tested. All the investigations were performed using transient responses and DC measurements, for limited number of testing points, under assumption, that complex signal processing tools are not available.
Telemanipulator kardiochirurgiczny jest złożonym urządzeniem elektro-mechanicznym przeznaczonym do pracy wewnątrz ciała pacjenta, przez co stwarza ryzyko narażenia jego zdrowia w wyniku awarii lub nieprawidłowej pracy. Z tych przyczyn urządzenie to musi spełniać wysokie wymagania co do niezawodności oraz bezpiecznej pracy. W artykule przedstawiono propozycję redundantnego systemu sterowania telemanipulatorem kardiochirurgicznym spełniającego te wymagania. Omówiono najważniejsze właściwości opracowanego systemu sterowania. We wstępie przeanalizowano możliwe wybory struktury sprzętowej oraz struktury redundancji torów pomiarowych i sterujących telemanipulatora. Przeanalizowano również wybrane algorytmy sterowania nadążnego robota z punktu widzenia bezpieczeństwa pracy. Sformułowano wnioski oraz propozycje dalszych prac.
EN
This paper discusses some problems concerned with safety requirements for the cardiochirurgical robot control system. Different structures of control systems for this kind of application has been presented and analysed. Also, various control methods have been analysed, including velocity and position control methods. Consequently, an original structure of a redundant control system has been proposed to meet all safety requirements for the cardiochirugical telemanipulator system. The purpose of the developed control system is to secure the surgery process against hardware and software malfunctions as well as surgeon mistakes. Conclusions and propositions for future work have also been presented.
Zaprezentowano sposoby poprawy selektywności metody wykrywania uszkodzeń katastroficznych w układach analogowych, polegającej na analizie czasowo-częstotliościowej prądu zasilania w stanie nieustalonym. Zaproponowano i zweryfikowano metodę optymalizacji (GA) parametrów transformacji falkowych, obejmującą dobór skali i kształtu falki. Do detekcji błędu zaproponowano współczynnik, który uwzględnia tolerancję elementów układu.
EN
A wavelet transform based dynamic supply current analysis technique for detecting catastrophic faults in analog circuits is investigated in the paper (IDD). Wavelet transform, having the property of resolving events in both time and frequency domain simultaneously, preserve higher fault detection sensitivity than time-domain or Fourier methods. Some methods for improving this sensitivity are proposed and verified. Genetic algorithms were used to optimize a special goal function enabling us to choose a type and parameters of continuous wavelet transform (CWT).
The paper presents the structure and functional properties of the Advanced Monitoring and Diagnostic System 'AMandD' dedicated for large scale industrial processes. The system arose within the framework of research project 'CHEM' of 5th European Framework Programe. Up-to-date algorithms of modelling methods and fault detection and isolation applied in the system were described in the paper. Also a brief description of used IT solutions was presented. As a conclusion, the further direction of expansion, development and research were depicted.
PL
W artykule zaprezentowano strukturę oraz właściwości systemu zaawansowanego monitorowania i diagnostyki procesów przemysłowych AMandD. System ten powstał w ramach projektu badawczego "CHEM", realizowanego w ramach 5 Programu Ramowego Unii Europejskiej. Omówiono wykorzystane w systemie nowoczesne algorytmy i metody modelowania oraz detekcji i lokalizacji uszkodzeń oraz zastosowane rozwiązania informatyczne. Przedstawiono także kierunki prowadzenia dalszych badań oraz rozwoju systemu.
11
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
This paper presents concept and operation of a diagnostic system. The pilot version of the Tele-measuring System was installed in a Polish power plant. The Diagnostic Inference System uses the patterns obtained from the mathematical models solution. The diagnostic inference block is based on the TSK neuro-fuzzy network. The example presented illustrates the diagnostic generating process of a motor which is permanently monitored in this system.
PL
W artykule przedstawiono praktyczną realizację rozproszonego systemu diagnostycznego. Prototyp modułu tele-pomiarowego został zainstalowany w jednej z polskich elektrowni. System wnioskowania diagnostycznego wykorzystuje wzorce diagnostyczne uzyskane z rozwiązań modeli matematycznych. Blok wnioskowania diagnostycznego oparto na sieciach neuronowo-rozmytych typu TSK. Na przykładzie zilustrowano generowanie diagnozy stanu silnika objętego stałym monitoringiem w systemie diagnostycznym.
W artykule zaprezentowano strukturę oraz właściwości użytkowe systemu zaawansowanego monitorowania i diagnostyki AMandD. System ten przeznaczony jest dla złożonych procesów przemysłowych. Przedstawiono opis wykorzystanych w systemie nowoczesnych algorytmów modelowania oraz detekcji i lokalizacji uszkodzeń jak i wykorzystanych rozwiązań informatycznych. Na zakończenie zarysowano także kierunki dalszych badań i rozwoju systemu.
EN
The paper presents structure and functional properties of the Advanced Monitoring and Diagnostic System 'AMandD' dedicated for large scale industrial processes. Applied in the system up-to-date algorithms of modeling methods and fault detection and isolation were described in the paper. Also a brief description of used IT solutions was presented. As a conclusion, the further directions of development and researches were mentioned.
13
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
This paper presents method of designing periodic test excitation for fault diagnosis of analogue electronic circuits. There has been proposed maximisation of circuit components tolerances while keeping assumed level of fault diagnosis. There has also been shown that combination of fault detection and location in a single step can remarkably shorten testing time. The optimisation process involves genetic algorithm.
PL
W pracy przedstawiono projektowanie periodycznego pobudzenia testowego dla diagnostyki uszkodzeń analogowych układów elektronicznych. Zaproponowano sposób maksymalizacji tolerancji elementów obwodu przy zachowaniu założonego poziomu diagnostyki uszkodzeń. Wykazano również, że połączenie etapów detekcji i lokalizacji uszkodzeń może znacząco skrócić czas testowania.
14
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Praca poświęcona jest metodzie dobierania częstotliwości prostokątnego pobudzenia przeznaczonego do diagnozowania uszkodzeń parametrycznych i katastroficznych w obwodach analogowych. Wynikiem stosunkowo dużego kosztu obliczeniowego oceny przydatności diagnostycznej każdej częstotliwości zastosowany został algorytm symulowanego wyżarzania, znacznie oszczędniejszy od algorytmu pełnego przeglądu przestrzeni rozwiązań. Opisane przykłady potwierdzają skuteczność prezentowanej metody.
EN
The paper is devoted to the algorithm for the selection of the frequency of the rectangular input signal used in the parametric and catastrophic fault diagnosis in analog circuits. The calculation of frequency adjustment is very time consuming, so the simulated annealing algorithm is applied for the optimization of the stimuli frequency. The numerical examples confirm the effectiveness of the proposed method.
15
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The comparison of effectiveness of induction motors fault detection methods based on experimental results analysis is presented. Researches showed possible disadvantages of the current spectra analysis method and advantages of the method based on phase power and total three-phase instantaneous power spectra analysis.
PL
W pracy zaprezentowano porównanie skuteczności metod detekcji uszkodzeń silników indukcyjnych bazujące na analizie wyników eksperymentalnych. Badania pokazują możliwe słabe strony metody prądowej analizy spektralnej i wskazują na korzyści z używania metody opartej na analizie spektralnej całkowitej mocy chwilowej. (Porównanie metod diagnostycznych silnika indukcyjnego opartych na analizie spektralnej prądu oraz na sygnałach mocy chwilowej).
16
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
In this paper new methods for detection, location and identification of multiple faults in linear and nonlinear analog circuits are described. Also a method for finding an optimal set of the test nodes for soft fault diagnosis in linear and nonlinear DC circuits is developed. The methods are based on the node approach and two variants of the evolutionary computing: the genetic algorithms and the gene expression programming.
PL
W pracy zostały przedstawione opracowane przez autora metody diagnostyki analogowych układów elektronicznych przeznaczone dla uszkodzeń parametrycznych, wykorzystujące ewolucyjne metody obliczeniowe. 1. Metoda detekcji, lokalizacji oraz identyfikacji wielokrotnych uszkodzeń parametrycznych dla liniowych i nieliniowych obwodów DC oraz obwodów AC wykorzystująca w procesie detekcji i lokalizacji koncepcje programowania liniowego, a w procesie identyfikacji algorytmy genetyczne. 2. Metoda optymalizacji zbioru węzłów testowych dla diagnostyki uszkodzeń parametrycznych wykorzystująca algorytmu genetyczne. 3. Słownikowa metoda detekcji, lokalizacji oraz identyfikacji wielokrotnych uszkodzeń parametrycznych dla liniowych i nieliniowych obwodów DC oraz obwodów AC wykorzystująca w procesie tworzenia słownika ewolucyjny algorytm: gene expression programming. Efektywność wszystkich metod została zweryfikowana w zamieszczonych w pracy przykładach.
Opisano projektowanie kształtu specjalizowanego, aperiodycznego pobudzenia. Celem jest zwiększenie skuteczności lokalizacji pojedynczych uszkodzeń parametrycznych w analogowych układach elektronicznych. Takie uszkodzenia należą do grupy najtrudniej diagnozowalnych. Dalszą poprawę skuteczności diagnostyki uzyskano po zastosowaniu ekstrakcji cech za pomocą transformaty falkowej. Uzyskane wyniki porównano z diagnostyką przeprowadzoną za pomocą najprostszego pobudzenia aperiodycznego - funkcji skoku oraz z diagnostyką bez ekstrakcji cech.
EN
This article presents design of specialised aperiodic excitation. Purpose is improvement of fault diagnosis of analogue electronic circuits. The goal is enhancement of a single parametric (soft) faults location. Such faults are one of the most difficult to diagnose. Further improvement is achieved after utilising wavelet transform as a feature extractor. Obtained results are compared with fault diagnosis by means of the simplest aperiodic function: step function - and with dianosis without feature extraction.
This paper presents analysis of components tolerance influence on fault diagnosis efficiency of analog electronic circuits. There has been proposed method of finding optimal frequency of input periodic excitation with simultaneous maximization of components tolerances in order to keep assumed level of diagnosis efficiency. There has been also proposed departure from classical "location after detection" schema. Combination of detection and location in a single step can remarkably shorten diagnosis time. The optimization process involves genetic algorithm.
PL
W pracy przeanalizowano wpływ tolerancji projektowych elementów na skuteczność diagnostyki analogowych układów elektronicznych. Zaproponowano metodę doboru częstotliwości okresowego pobudzenia testowego z jednoczesną maksymalizacją tolerancji elementów przy zachowaniu założonej skuteczności diagnostyki. Zaproponowano także odejście od klasycznego dwuetapowego schematu: ''lokalizacja po detekcji", co pozwoliło na skrócenie całkowitego czasu testowania. W procesie optymalizacyjnym wykorzystano algorytm genetyczny.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.