Диссертация (1172991), страница 2
Текст из файла (страница 2)
1).89Рис. 1. Место ИАС «Оценка и мониторинг надежности для АСДУ (АСУТП)» –базовый элемент системы управления техническим состоянием ГТССформулированы требования, предъявляемые к ИАС «Оценка имониторинг надежности для АСДУ (АСУТП)»; система должна обеспечиватьрешение следующих задач:− перваягруппазадач–задачиорганизацииинформационногообеспечения в виде баз данных; это сбор, ведение, архивирование ипредставление как паспортной, так и всей оперативной информации поотказам активных элементов, включая уровни автоматическогоуправления и автоматизированного управления;− вторая группа задач – задачи формирования на основе фактическихданных об отказах показателей технического состояния оборудования;−третья группа задач – задачи оценки и мониторинга надежности поосновным функциям АСУТП и АСДУ для ГТП.Введение показателя надежности для оценки реализации основныхзадач и функций АСДУ требует сбора и обработки больших объемовинформацииипроведениякомплексныхнаучныхисследований.Впредставленной диссертационной работе рассматривается решение тольконекоторых (из указанных выше) задач первой и второй группы.Во второй главе рассматриваются предложенная новая архитектура исостав ИАС, рекомендации к ее реализации в составе АСДУ ЕСГ и методикиоценки и мониторинга надежности на примере активных элементов ГТП.В настоящее время информация о техническом состоянии объектовГТП передается из газотранспортных предприятий по запросам изкорпоративной системы сбора данных.
При этом на местах частоотсутствуют базы данных, в которых должны содержаться данныетехнического состояния конкретных объектов ГТП. Ведение ИАС вдиспетчерских службах ГТП позволит создать прочную исходную основу дляконтроля технического состояния и оценки надежности.Предложена архитектура ИАС, характеризующая ее структуру, в томчисле программные и аппаратные компоненты и отношения между ними,согласно иерархии диспетчерских служб ЕСГ (рис. 2).10Рис.
2. Типовая схема архитектуры ИАС11Система реализована в виде трехуровневой архитектуры (клиент –сервер приложений – сервер СУБД) и может иметь распределеннуюструктуру, состоящую из центрального сервера баз данных, web-сервера дляобеспечения удаленного доступа к информации и клиентских рабочих местдиспетчеров (АРМ).Разработка ИАС выполнена с использованием технологии созданияweb-приложений ASP.NET и следующих программных средств:− среды разработки Microsoft Visual Studio 2010 Professional;− визуальных компонентов пользовательского интерфейса DXperienceASP.NET v2010;− средств разработки, управления и администрирования баз данныхMicrosoft SQL Server Management Studio;− математического пакета MathWorks Matlab 7.ИАС использует программные платформы, прикладное программноеобеспечениеителекоммуникационныетехнологии,принятыеииспользуемые в ОАО «Газпром» и его дочерних обществах. ЭксплуатацияИАС не требует установки специализированного программного обеспеченияна АРМ пользователей.В составе информационного обеспечения разработаны основныемодули ИАС: журнал филиалов; журнал производственных комплексов;журнал компрессорных цехов; журналы ГПА и САУ ГПА; журнал событий;журнал комплектующих элементов; классификатор типовых ГПА и САУ;классификатор производителей ГПА и САУ; формы отчетности, блокмоделирования, статистической и прогнозной оценки.Эффективность внедрения в практику работы диспетчерских службГТС предлагаемой системы «Оценка и мониторинг надежности для АСДУ(АСУТП)»зависитоттого,насколькорациональноорганизованоинформационное и математическое обеспечение системы.
В связи с этимважную роль играет организация математического обеспечения системы и, вчастности, ее увязка с конечным практическим результатом.12Фундаментальнымисследованиямпопроблемамнадежностипосвящены работы многих российских и зарубежных ученых. При оценкенадежности конкретных систем важную роль начинает играть спецификапредметной области. Особенности расчетов надежности систем добычи итранспорта газа детально описаны и рассмотрены в работах М.Г.
Сухарева,В.В. Харионовского и других ученых.В исследовании показан многоаспектный характер показателейнадежности и их описание в стандартах. Проводя анализ надежности любойсложной системы, следует определить набор критериев и характеристик,которые позволяют оценить состояние объекта исследования, наиболееполно исходя из поставленных задач.Поддержаниетехнологическогооборудованиявтребуемомфункциональном состоянии всегда является важной производственнойзадачей.
Анализ надежности системы ГПА и САУ ГПА включает решениеследующих задач:− сбор статистики отказов ГПА и САУ ГПА;− предварительный экспертный и кластерный анализ статистическихданных характеристик ГПА и САУ ГПА;− разработка алгоритмов и моделей оценки показателей надежности;− разработка практических рекомендаций на основе выполненныхоценок.Согласно СТО Газпром 2-2.1-512-2010 «Обеспечение системнойнадежности транспорта газа и стабильности поставок газа потребителям»,основнымипоказателямиработыагрегатовявляются:вероятностьбезотказной работы, средняя наработка на отказ, параметр потока отказов,коэффициент готовности, коэффициент простоя, доля времени пребыванияГПА в состоянии резерва, аварийного или предупредительного ремонта,коэффициент надежности пуска и др.Для восстанавливаемых объектов, к которым относятся активныеэлементы ГТС, характерен показатель надежности – параметр потока13отказов (ω ) , определяющий среднее количество отказов восстанавливаемыхагрегатов в единицу времени.
Статистическая оценка параметра потокаотказов определяется по формуле:ω (t ) =n(∆t ),N ⋅ ∆tгде n(∆t ) – число отказавших агрегатов в интервале времени от t − ∆t / 2 доt + ∆t / 2 ; N – число испытываемых агрегатов; ∆t – интервал времени; t –отчетный период.Важное практическое применение, как для производственных, так иэксплуатационных служб ГТП имеет значение функции готовности К Г (t ) ,простоя К П (t ) , а также коэффициенты готовности К Г и простоя К Пактивных элементов:К Г (t ) =Т (t )Т В (t ), К П (t ) =,Т (t ) + Т В (t )Т (t ) + Т В (t )К Г = lim К Г (t ) , К П = lim К П (t ) ,t →∞t →∞где T (t ) , Т В (t ) – соответственно средняя наработка на отказ и среднее времявосстановления за отчетный период t .По статистическим данным за отчетный период t эксплуатации активныхэлементов определяется средняя наработка на отказ T (t ) =1ntn∑ i =t1ti , где ti –время исправной работы между (i − 1) -м и i-м отказами элемента, nt – общеечисло отказов элемента за отчетный период; аналогично определяетсястатистическая величина Т В (t ) .Вдальнейшем,наосновесравненияполученныхоценокэксплуатационных показателей надежности и нормативных показателейнадежности, установленных отраслевыми стандартами и техническимиусловиямипроизводителейоборудования,вИАСформируетсяаналитическая база для последующего принятия управленческих решенийпри эксплуатации, текущем обслуживании объектов и планировании14профилактических работ (рис.
3).Рис. 3. Возможные контуры управления на основе внедрения ИАСВдиссертационнойформирования,работе рассмотреныфункционированияиметодические аспектыдальнейшегоразвитияИАС.Поддержание технологического оборудования в требуемом функциональномсостоянии всегда является важной производственной задачей.В третьей главе рассматривается методика оценки и прогнозированияпараметра потока отказов, средней наработки на отказ ГПА и САУ ГПА наоснове статистических данных, которые были внесены в ходе опытнойэксплуатации ИАС.В период опытной эксплуатации системы на ГТП определен перечень ивыполнена паспортизация оборудования, в БД внесены данные по наработке,аварийным и вынужденным остановам активных элементов и отказам ихкомплектующих за период с 2001 по 2008 г. В работе проанализированоболее 300 ГПА предприятия.
Общий объем внесенных данных составилболее 10 тыс. элементов.15Общий алгоритм предлагаемой методики (рис. 4) состоит из семиосновных шагов, каждый из которых предлагает пользователю ИАС вдиалоговом или автоматическом режиме обработку эмпирических данных.В рамках анализа, проведенного в работе, были рассмотрены двевыборкиэмпирическихданных.Впервойвыборкепредставленастатистическая информация по событиям, возникшим на этапе приработкиагрегатов типа ГПА-Ц-16. Во второй выборке (рассмотрена далее) приведенастатистическая информация о событиях, произошедших на этапе нормальнойэксплуатации и старения (выработки ресурса) агрегатов типа ГПА-Ц-6,3.В работе проведено прогнозирование параметра потока отказов ω (t ) ,средней наработки на отказ T (t ) и других показателей надежности;получены прогнозные оценки параметров для интервала t = 91000 ÷ 95200 ч.Прогнозирование проведено на основе построенной в ИАС регрессионноймодели.Втаблицеприведеносравнениестатистическихзначенийпоказателей надежности и оценок по регрессионной модели.Сравнение статистических значений показателей надежности иоценок по регрессионной модели.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
