Введение
1 Анализ объекта исследования
- Описание устройства и принципа работы ГПА
- Методы диагностики состояний узлов ГПА
- Классификация технических состояний ГПА
- Разработка параметрической модели
- Вероятностная модель классификации состояний
- Алгоритмизация классификации технического состояния ГПА
- Разработка нейронечеткой модели классификации
- Исследование результатов моделирования
Заключение
Список использованных источников
Современные технологические процессы характеризуются большими мощностями и использованием сложного технического оборудования, работоспособность которого важно обеспечивать. В настоящий момент эта задача решается путем текущего и планового ремонта. И если в первом случае происходит устранение возникших неисправностей, то при плановом ремонте зачастую производится замена узлов, которые не выработали свой ресурс. Причина такого подхода состоит в необходимости обеспечить непрерывность технологического процесса из-за высокой стоимости простоя оборудования. Частично на решение обозначенных проблем направлены системы диагностики, основным недостатком которых является не прогнозирование возникновение неисправностей, а констатация факта выхода оборудования из строя.
Таким образом, актуальной является задача разработки модели классификации состояний технических объектов на предприятиях с целью обеспечения возможностей прогнозирования выхода оборудования из строя за счет расширения возможностей имеющихся систем диагностики.
Целью исследования, проводимого в выпускной квалификационной работе, является разработка предложений по построению нейронечеткой модели классификации состояний технических объектов, а также проведение оценки адекватности полученной модели. Для проведения исследования использовались методы нечеткой логики и методы построения и обучения нейронных сетей. Для составления модели классификации на основе информации, представленной в открытых источниках, составлена эталонная модель, позволяющая оценить адекватность полученных решений.
Построение модели осуществляется на примере газоперекачивающих агрегатов, характеризующихся нелинейными процессами, протекающими при их функционировании.
компримирования газа, представляют собой сложные технические объекты, от работы которых зависит безопасность и экономическая эффективность транспортировки природного газа по магистральным газопроводам [1, 2]. Поэтому особо важно своевременно обеспечивать ремонт технологического оборудования агрегатов. В настоящее время ремонт и замена оборудования в компрессорном цехе осуществляется в соответствии с графиком планового ремонта. В тоже время значительная часть оборудования к моменту ремонта не вырабатывает свой ресурс. Другой проблемой является возникновение технологических аварий, которые можно было идентифицировать и предотвратить.
Причинами аварий ГПА часто являются резкие колебания расхода и давления газа, вибрации ротора, помпажные явления, резкая разгрузка привода, нерасчетный режим обтекания лопаток нагнетателя. Указанные явления повышают нагрузку на элементы ГПА и могут привести к их полному разрушению [1, 3].
Определение вида технического состояния с применением статистических методов возможно, если известны:
- конфигурация технической системы в целом и ее элементов в частности;
- требования и оптимальные параметры функционирования системы, заданные в технической документации;
- предельно-допустимые значения функциональных параметров;
- эталонные характеристики конкретного агрегата, полученные экспериментальным путем;
- действительное техническое состояние как системы в целом, так и отдельных ее элементов, выявленное доступными методами диагностирования [1, 4].
Известны методы неразрушающего контроля технического состояния ГПА с применением вибрационной или параметрической диагностики. Для применения указанных методов необходимо иметь точные значения параметров работы газотурбинной установки ГПА, также данные методы не учитывают взаимное влияние различных параметров на техническое состояние оборудования. Для прогнозирования возникновения неисправностей деталей и узлов может быть использована характеристика вибрации газоперекачивающих ГПА.
С целью предотвращения аварий путем прогнозирования и своевременного оповещения сотрудников линейно-производственных управлений магистральных газопроводов в работе предлагается применять метод, основанный на классификации состояний технических объектов с применением методов нечеткой логики.
Выпускная квалификационная работа содержит введение, четыре главы и заключение.
В первой главе осуществлен анализ технологического объекта. Рассмотрено устройство газоперекачивающего агрегата с целью определения основных неисправностей в процессе функционирования оборудования и причин их возникновения.
Во второй главе с применением статистических методов обработки информации составлена эталонная модель, которая используется для обучения нейросети, также данные о наработке оборудования на отказ использованы в четвертой главе для оценки адекватности модели.
В третьей главе представлена разработанная нейронечеткая модель классификации состояний. Обучение сети производилось методом обратного распространения ошибки.
В четвертой главе представлены результаты моделирования работы нейросети с применением нейросетевого программного обеспечения.
Заключение содержит краткие выводы по работе и анализ возможностей и области использования полученной модели.
-
Анализ объекта исследования
-
Описание устройства и принципа работы ГПА
Рассмотрим устройство и принципы работы газоперекачивающих агрегатов с целью определения и классификации режимов работы технологического оборудования ГПА, также определения причин выхода оборудования из строя, возможности идентификации причин, вызывающих неисправности и учета взаимного влияния параметров друг на друга.
Газоперекачивающий агрегат (ГПА) представляет собой сложное техническое устройство, предназначенное для выполнения компримирования газа, то есть является основой компрессорной станции. Стандартно компрессорная станция оборудуется группой ГПА, которые обеспечивают необходимые режимы работы системы транспорта газа. Особенностью работы ГПА являются возникающие в процессе функционирования вибрации, которые приводят к выходу из строя его различных узлов. Также выход из строя одного из агрегатов в группе приводит к резкому перепаду давления газа в системе, что может стать причиной серьезной технологической аварии.
