Определение условий работоспособности

Оборудование систем автоматизации технологических объектов добычи, транспорта и переработки нефти и газа состоит из конечного числа элементов, и в нем может возникнуть конечное число дефектов. Это позволяет счи­тать, что оборудование систем автоматизации может находиться в конечном мно­жестве состояний S, которое состоит из подмножества работоспособ­ных состояний S₁ и подмножества неработоспособных состояний S₂. Разделение множества S на подмножества S₁ и S₂ опреде­ляется условием работоспособности.

Состояние оборудования систем автоматизации характеризует совокупность диагностических показателей, т. е. можно говорить о векторе со­стояний, компонентами которого будут диагностические показатели. При этом условие работоспособности задают в пространстве диагностических показателей областью работоспособности, исходя из сле­дующих предположений:

– определен вектор состояний технологического оборудования, т.е. совокуп­ность диагностических показателей;

– существует номинальный вектор состояний;

– отклонения вектора состояний (его компонент) от номинального допускаются только в определенных пределах;

– допустимые отклонения компонент вектора состояний (диагности­ческих показателей) определяет область работоспособности оборудования.

В состав оборудования систем автоматизации входят как непрерывные, так и дискретные объекты, условия работоспособности которых формули­руют по-разному.

Условия работоспособности непрерывных объектов задают нера­венствами, которые ограничивают с одной или с двух сторон значе­ния диагностических показателей:

, (7.1)

где — текущее значение; — нижнее и верхнее допустимые значения диагностических показателей.

При этом вектор состояния оборудования имеет следую­щий вид: .В качестве компонент вектора со­стояний можно рассматривать как показатели, определяющие форму характеристики, так и физические параметры.

Задачу определения работоспособности непрерывных объектов сводят к проверке неравенств (7.1). Если хотя бы одно из неравенств не выполнено, объект признают неработоспособным.

Если в качестве диагностических показателей рассматривают ха­рактеристики оборудования y=f(x), где х и у — входная и выходная переменные, то условия работоспособности определяют степенью отклонения текущей характеристики объекта от номиналь­ной

(7.2)

где φ (х) и f(х) — текущая и номинальная характеристики; р>0 фиксированный параметр.

В частном случае, когда р = ∞,

т. е. оценивают наибольшее отклонение характеристик. Тогда усло­вия работоспособности будут ρ_p(f,φ)≤ε или ρ(f,φ)≤ε, где ε — допустимое отклонение.

Если характеристики оценивают по точкам (рисунок 7.1), то задают области допустимых отклонений для ограниченной совокупности точек на рабочем участке характеристики а условия работоспособности — в виде неравенств Если неравенства справедливы для всей совокупности рассматривае­мых точек характеристики, то объект признают работоспособным.

Дискретный объект при определении его работоспособности (рисунок 7.2) рас­сматривают как преобразователь вектора входных воздействий X=(x₁, x₂,…, x_n) в выходной вектор Y= (y₁, y₂,…, y_n), где x_i и y_i — значения сигналов на соответствующих входе и выходе; п и т — числа входов и выходов объекта. (При этом в комбинационном объекте — объекте без элементов памяти — выходной вектор зависит только от вектора входных воздействий.)

Поскольку каждому входному вектору X_k соответствует определенный выходной Y_k, условием работоспособности дискретного объекта будет соответствие всех воз­можных входных векторов X_k выходным

При функциональном диагностировании величина N равна числу входных векторов (рабочих воздействий), а при тестовом N опреде­ляют, исходя из условия обеспечения срабатывания всех элементов в объекте. В связи с этим при функциональном диагностировании не­обходимо выбрать моменты времени, когда следует проверять условие работоспособности, т. е. определять соответствие между входным и выходным векторами, сравнивая выходной вектор с эталонным. При тестовом диагностировании для проверки условий работоспособ­ности необходимо построить минимальную входную последователь­ность векторов, обеспечивающую оценку состояния всех элементов объекта.