Контрольная работа по «Диагностика и надежность АС»

Объект может перейти  в предельное состояние, оставаясь  работоспособным, если его дальнейшее применение по назначению станет недопустимым по требованиям безопасности, экономичности, эффективности и пр. или нецелесообразным с учетом возможности проведения восстановительного ремонта. В то же время объект, перешедший в неработоспособное состояние, может не достигнуть предельного состояния, если восстановление его работоспособности целесообразно и возможно.

Сохраняемость — свойство объекта непрерывно сохранять работоспособность в течение всего времени хранения и (или) транспортирования, а также при перерывах в использовании. Для некоторых видов объектов сохраняемость включает требование сохранения установленного запаса работоспособности или же сохранения в заданных пределах показателей безотказности и долговечности.

Ремонтопригодность — свойство объекта, характеризующее его приспособленность к поддержанию и восстановлению работоспособного или исправного состояния путем технического обслуживания и ремонта. Иногда термин «ремонтопригодность» трактуется в более широком смысле, включающем в себя и приспособленность объекта к контролю технического состояния и обнаружению причин отказов. При дальнейшем изложении материала этот термин будет использоваться лишь в соответствии с вышеприведенным определением.

Частным видом ремонтопригодности является восстанавливаемость, характеризующая приспособленность объекта к восстановлению работоспособности без вывода его из эксплуатации.

Контролепригодность — свойство объекта, характеризующее его приспособленность к диагностированию, т.е. контролю технического состояния, определению работоспособности, выявлению причин отказа, определению места и вида дефекта, вызвавшего отказ, прогнозированию изменения состояния и показателей надежности. При оценке уровня контролепригодности используются диагностические показатели, технические требования к средствам диагностирования и конструктивному исполнению объекта.

2. Методы повышения надежности

При выборе повышения надежности функциональных элементов АСУ следует  выбирать способ, при котором максимальный дополнительный экономический эффект Этimax будет наибольшим.

,,

где Yi характеризует оптимальную меру повышения надежности элемента

Тогда

 

Наибольшее значение будет при наибольшем или наименьшем значение . Т.е. функциональный элемент системы имеет более высокую надежность, если

  .

Существует ограниченное число методов повышения надежности АС, которые можно разделить на четыре группы.

• Введение избыточности (внутриэлеметной, структурной, информационной, алгоритмической) системы. Структурная избыточность (фактически-резервирование) позволяет создать надежность АС из ненадежных элементов.
• Применение более надежных компонентов. Т.е. при разработке АС применяются элементы, которые выполняют требуемые функции в заданных условиях, но при сопоставлении, имеют более высокие показателями надежности.
• Улучшение условий эксплуатации системы. Т.е. в процессе установки системы должна быть правильно выбрана компоновка элементов системы в блоках и обеспечен отвод тепла, выделяющегося при работе.
• Организация интенсивного профилактического обслуживания системы и отдельных ее элементов.

Первые две группы реализуются  на этапе разработки системы, а другие два – на этапе эксплуатации.

При сопоставлении  показателей  надежности ряда элементов, выполняющих  требуемые функции в заданных условиях эксплуатации, выбираются элементы с более высокими показателями надежности. Это является наиболее эффективным  способом повышения надежности всей системы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Автоматический контроль автоматизированных систем (контроль работоспособности оборудования, контроль состояния режущего инструмента и т.д.).

В основе мер обеспечения  надежной работы автоматизированных систем лежит непрерывный или периодический  контроль над ходом технологических процессов, реализуемых в этих системах. Для реализации этих функций в современном производстве используются микропроцессоры, лазерные системы и др.

Контроль — это проверка соответствия объекта установленным  техническим требованиям. Под объектом технического контроля понимаются подвергаемая контролю продукция, процессы ее создания, применения, транспортирования, хранения, технического обслуживания и ремонта, а также соответствующая техническая  документация.

Следовательно, объектом может  быть как продукция, так и процесс  ее создания.

Важным условием эффективной  работы в автоматизированном режиме и быстрого восстановления работоспособности  оборудования является его оснащение  средствами диагностики.

Организация автоматизированного  контроля в производственных системах.

Контроль в АП может  быть межоперационным (промежуточным), операционным (непосредственно на станке), послеоперационным, окончательным. Автоматизированному  контролю должны подвергаться все элементы технологической системы: деталь, режущий  инструмент, приспособление, само оборудование. Предпочтительными являются методы прямого контроля, хотя методы косвенного контроля шире используются при контроле инструментов, диагностике состояния  оборудования.

Контроль в процессе обработки  является одной из наиболее активных форм технического контроля, так как  позволяет повысить качество выпускаемой  продукции при одновременном  увеличении производительности труда. Поэтому разрабатываются самонастраивающиеся системы управляющего контроля.

Контроль самонастраивающийся  управляющий — это управляющий  контроль, при котором на основе информации, получаемой при изменяющихся условиях работы, автоматически изменяются параметры настройки средства контроля до обеспечения заданной точности при  произвольно меняющихся внешних  и внутренних возмущениях.

Контроль деталей и  изделий в автоматизированных системах

Непосредственно на участке  механической обработки осуществляют контроль трех видов:

• установки заготовки  в приспособление;

• размера изделия непосредственно  на станке;

• выходной контроль детали.

Контроль установки заготовки  в приспособление может осуществляться на конвейере перед станком или  на станке непосредственно перед  обработкой. В первом случае могут  использоваться датчики положения, расположенные на конвейере, или  специальные измерительные установки  с роботами. Бесконтактные датчики  положения регистрируют отклонение действительного положения измеряемой поверхности от запрограммированного или разность условной базы и измеряемой поверхности (датчики касания).

К бесконтактным датчикам относятся: оптические измерители; лазерные датчики; датчики изображения (технического зрения). Выносной контроль заготовок  и деталей в процессе их транспортирования  не удлиняет производственного цикла, однако наиболее оперативным является контроль заготовок и деталей  непосредственно на станке. При небольшом  увеличении длительности обработки  он существенно повышает ее качество, активно воздействуя на процесс  обработки.

Состояние режущего инструмента (РИ) в период его эксплуатации на станке определяется согласно ГОСТ 25751-83 совокупностью признаков, характеризующих способность режущего инструмента выполнять обработку резанием в заданных условиях с установленными требованиями. [5]

Состояние РИ характеризуется  следующими признаками:

- способностью лезвия  РИ срезать припуск;

- способностью лезвия  РИ формировать поверхность обработки  детали заданных размеров (геометрии),  не выходя за пределы соответствующих  допусков;

- способностью лезвия  РИ формировать рельеф поверхности  с параметрами, не выходящими  за пределы соответствующих допусков.

Потеря лезвием хотя бы одной из этих способностей свидетельствует  об отказе РИ и необходимости его  замены.

Таким образом, задачу контроля инструмента можно сформулировать как задачу своевременной замены инструмента, предупреждающего порчу  обрабатываемой детали и поломку  инструмента, изготовление которого требовало  бы много времени.

С целью предотвращения поломок  РИ на практике идут, как правило, путем  снижения режимов резания и вынужденного снижения производительности токарной обработки. Замену инструмента осуществляют комплектно, по истечении периода, установленного расчетным или опытным путем.

Для уменьшения простоев оборудования, связанных с неправильной работой  инструмента, необходимо учитывать  несколько аспектов.

Первый аспект - предохранение  или своевременное обнаружение  поломок инструмента в ходе резания.

 Второй аспект - ликвидация  нарушений нормального процесса  резания, проявляющихся в виде  изменения значений силы резания,  амплитуды вибраций, температуры  и т.д.

Третий аспект - определение  момента, когда дальнейшее использование  инструмента нежелательно по экономическим  соображениям либо из-за ухудшения  качества обработки деталей.

Помимо распознавания  нарушений нормального резания  и состояния инструмента в  задачи контроля процесса резания и  инструмента должны быть включены еще  и задачи принятия решений в зависимости  от вида и причины нарушений.

Таким образом, задачи оперативного контроля в части, связанной с  контролем состояния инструмента, являются довольно сложными. Для их успешного решения необходимо решить следующие вопросы:

- обнаружение корреляционных  связей между различными нарушениями  нормального состояния инструмента  и параметрами, измеренными в  процессе резания;

- разработка критерия  затупления инструмента и алгоритмов  распознавания нарушений нормального  состояния инструмента по результатам  измерений различных параметров  и алгоритмов принятия решений  по результатам распознавания;

- разработка датчиков (первичных  преобразователей) для измерения  различных параметров;

- разработка систем и  устройств оперативного (т.е. в  процессе работы) контроля;

- определение условий  их эффективного применения.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Диагностики автоматизированных систем (методы и средства технической диагностики систем, режущего инструмента и т.д.).

Одним из важнейших средств  обеспечения и поддержания надежности АСУ является техническая диагностика.

       Под    технической    диагностикой       понимается       область   знаний,

разрабатывающая методы и  средства поиска отклонений в режимах  работы (или состояниях) АС, обнаружения  и устранения дефектов в системах (или ее

элементах) и средства их локализации.

      При    диагностировании    необходимо       определить,   прежде   всего,

техническое состояние системы в данный момент времени [4]. Это означает,

что нужно проверить исправность, работоспособность и (или) правильность

функционирования системы (определить, находятся ли значения параметров

системы в требуемых пределах, т.е. система не отказала и правильно  выполняет заданную функцию) или  обнаружить дефекты, нарушающие исправность, работоспособность и правильное функционирование системы. Тогда основную цель диагностирования АСУ можно  сформулировать следующим образом: необходимо оценить выходные параметры  системы и выявить причины  их отклонения от заданных значений. При  этом необходимо учитывать весь диапазон режимов работы системы и условий  ее эксплуатации, а также возможность  изменения выходных параметров во времени (так называемая параметрическая  надежность).

      Различают  тестовое и функциональное диагностирование.

      Тестовое  диагностирование позволяет проверить  техническое состояние

системы по тестовому воздействию  на нее. По тесту проверяются параметры

системы и ее элементов  и причины их отклонения от заданных значений.

      Функциональное  диагностирование позволяет определить  техническое

состояние системы (или ее элементов) по рабочему воздействию  на нее. Рабочее воздействие контролирует исполнение системой заданных функций

при    заданных     параметрах   и      выявить     причины     нарушения    ее