18.10.2017
 
 

 

Измерение и обработка сигналов
Автоматизация - Первичные средства автоматизации

измерение и обработка сигналов

В ходе вращения турбины под действием различных сил лопатки испытывают пространственные перемещения - колебания, величина которых зависит как от параметров работы турбины (частоты вращения и др.) так и от собственных механических характеристик лопаток. При определенных условиях (частоте вращения) наблюдаются резонансные колебания, которые представляют собой потенциальную опасность механического разрушения машины.

Во время проведения испытаний турбина проходит несколько режимов работы, для которых характерны разные скорости ее вращения. Задача испытаний определить резонансные частоты колебаний лопаток с целью выработки оптимальных параметров эксплуатации машины.

При регистрации оператор может наблюдать как форму так и спектр выбранного сигнала

Для определения распределения колебаний лопатки на нее устанавливается несколько тензометрических датчиков. Сигнал от датчиков получается довольно сложный, как по своей форме, так и по своей частотной наполненности. Амплитудный спектр этого сигнала меняется с течением времени, то есть является нестационарным, а сам сигнал - динамическим. Одной из немаловажных особенностей многоканальных измерений в данном случае является необходимость сохранения в сигналах фазовой информации. Для этого все они должны измеряться одновременно. В случае с турбинными лопатками сохранение фазовых характеристик сигналов позволяет определить форму колебаний лопатки в каждый момент времени.

Для последующего точного восстановления частоты и формы колебаний лопаток необходимо оцифровывать сигналы от датчиков с высокой скоростью от десятков тысяч до сотен тысяч отсчетов в секунду. Таким образом, скорость поступления цифровых данных получаемых по шестнадцати каналам при частоте опроса каждого канала 50КГц составляет около 3Мб/с (при использовании чисел с плавающей запятой размером 4 байта для хранения одного отсчета). При этом необходимо чтобы система могла непрерывно и без потерь сохранять эти данные в течение всего времени испытания (10 минут и более), а также отображать форму и спектр нескольких сигналов на экране компьютера в реальном времени для оценки достоверности получаемой информайции. Последующая обработка данных может проводиться в более спокойных условиях, для нее необходимо только наличие самих данных, параметров измерения сигналов, а также информации о расположении датчиков на лопатке.

Сложная, постоянно изменяющаяся форма сигнала требует использовать специальные алгоритмы для его частотного анализа. Обыкновенное Фурье преобразование рассчитано на сигналы с постоянными или медленно изменяющимися частотными характеристиками. Но если основная гармоника сигнала достаточно быстро изменяет свою частоту, то классический Фурье анализ не дает адекватной картины развития процесса в частотной области.

Погрешности, получаемые в частотном анализе, влекут за собой погрешности анализа кратностей, присутствующих в сигнале. Каждая кратность это некоторая гармоника, частота которой кратна в определенное число раз некой базовой частоте. В случае с турбиной базовая частота это частота вращения ротора турбины. Интерес представляет поведение кратностей вплоть до 100-й в процессе разгона и останова турбины (при этом скорость турбины может достигать 3300 об/мин, т.е. 55Гц).

И, безусловно, результатом любого анализа должен быть хорошо оформленный, информативный отчет, состоящий из графиков и таблиц. Таковы были исходные требования, которым должна удовлетворять новая система. Особенности измеряемых сигналов определили требования к аппаратной, а алгоритмы к программной её части.

 


Читайте:


Добавить комментарий


Защитный код
Обновить

Диспетчеризация пунктов:

Автоматизированная система энергоучета тепловой энергии на тепловыводах Новосиби

News image

Система энергоучета и диспетчеризации охватывает тепловые выводы четырех ТЭЦ в г. Новосибирске и одной ТЭЦ в Новосибирской области. На каждой из пяти ТЭЦ Master SCADA установлены узлы энергоучета...

АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА ОПЕРАТИВНОГО ДИСТАНЦИОННОГО УПРАВЛЕНИЯ КАНАЛИЗАЦИОННЫ

News image

Заказчик: МУП «Водоканал Воронежа», Воронеж Описание технологического процесса: Городские канализационные стоки попадают в приёмную ёмкость. При достижении уровнем в приёмной ёмкости определён...

Система диспетчеризации для РТС и ЦТП

News image

Заказчик: филиал «Северо-Западный» №9 ОАО «МОЭК», г. Москва. Объект диспетчеризации: РТС и ЦТП, а также отдельные узлы учета. Решаемые задачи: система диспетчеризации осуществляет информационн...

 

Теория АСУ:

Основные принципы и правила построения схем автоматизации

News image

Схема автоматизации является документом, определяющим структуру и характер автоматизации технологического объекта и оснащение его устройствами контроля и управления. При выполнении схем автоматиз...

Диспетчеризация подсистемы электроснабжения

News image

Подсистема электроснабжения представляет собой составную часть любого здания, будь то инженерные, жилые или административно-производственные коммуникации. Высокая надежность и эффективность электрос...

Управление отношением (ratio control)

News image

Иногда стабилизация отношения между двумя или большим количеством переменных процесса более значима, чем стабилизация их абсолютных значений. В таких случаях используются системы пропорционального у...

Средства автоматизации

News image

Технологическое оборудование и коммуникации автоматизируемого объекта изображают на схеме автоматизации упрощенно, но в такой степени, которая позволяет показать их взаимное расположение, взаимодейс...

Классификация АСУ ТП

News image

В зарубежной литературе можно встретить довольно интересную классификацию АСУ ТП, в соответствие с которой все АСУ ТП делятся на три глобальных класса: • SCADA (Supervisory Control and Data Acqui...

 
 

Программные решения в автоматизации:

Java здесь, Java там

News image

Чем объясняется попуярность языка Java на рынке встраиваемых систем? Есть ли реальная основа под уверенностью в том, что Java - это давно ожидаемое ...

Пятьсот функций

News image

CiCode это развитый язык программирования типа C/Pascal, на котором написана SCADA-система Citect. Он включает свыше 500 функций, которые позволяют ...

Публикация данных о техпроцессахв Интернет

News image

Естественным и наиболее безопасным применением Интернет-технологий в системах управления технологическими процессами является публикация информации ...

SCADA-системы: проблемы тестирования

News image

Наконец-то появилась статья [1], описывающая тестирование SCADA-систем, причём проведенное самими разработчиками приложений АСУ ТП. Как часто при ан...

Сервер

News image

Текстовые файлы страниц готовятся с использованием специального языка разметки гипертекста HTML (Hyper Text Markup Language); Взаимодействие пользов...

Резервирование

News image

Ещё одним отличительным свойством Citect является то, что среди стандартных функций здесь предусмотрено дублирование. Сервер В/В может дублироваться...

 

Примеры удачного внедрения:

Проектирование и организация технологических процессов

Рассмотрим порядок проектирования и организации производственных процессов. Первоначально на заводе все пять токарных, фрезерных и сверлильных станк...

Система изнутри

Чтобы не получилось как у М. Жванецкого - снаружи уже можем, теперь бы изнутри , проанализируйте использованные при разработке системы информационн...

Автоматизация опасных промышленных объектов

Денисенко В.В., к.т.н

Специализированные решения – панацея или маркетинговый ход?

Отдельно надо сказать про вертикальные и горизонтальные решения, построенные на базе той или иной ERP-системы. Строго говоря, приведенный выше четве...

БОСС - КОРПОРАЦИЯ - система для крупных организаций

Разработана для автоматизации управления финансово-хозяйственной деятельности корпораций, производственных и торговых объединений на базе Oracle 7...

Интегрируемость, открытость, развиваемость

Важность использования общепринятых технологий обусловлена еще и тем, что они означают также возможность эффективной интегрируемости системы с други...