2.4. Структура системы технической диагностики

На различных этапах функционирования система диагно­стики решает конкретные технические задачи.

На этапе обучения в функции этой системы входит выявление совокупности j-x диагностируемых параметров i-x физических состояний объекта диагностики (ОД), предпочтительных для оценки его работоспособности в анализируемых условиях эксплуатации На этом этапе устанавливают уровни предельных состояний ОД, выявляют их взаимосвязь с возможными дефектами. Для большинства функциональных узлов станочного оборудования выделяют четыре наиболее характерных предельных уровня, соответствующих четырем состояниям:

1. работоспособному (с нахождением выходных параметров изделия в допустимых пределах изменений, устанавливаемых техническими требованиями на изготовление);

2. предельно допустимому работоспособному (с нахождением выходных параметров изделия на границе предельно допустимых значений),

3. предаварийному;

4. катастрофическому.

Этап обучения завершается составлением словаря информативных признаков неисправностей.

На втором этапе эксплуатации станочного оборудования в реальных условиях система диагностики оперативно выявляет неисправности узлов станка путем непрерывного сопоставления текущего технического состояния ОД с перечнем наиболее вероятных, априорно установленных неработоспособных состояний. Результатом работы системы диагностики на этом этапе является формирование команд управления по аварийной остановке или выработка технологических мероприятий по поддержанию работоспособного состояния оборудования в пределах всего непрерывного цикла функционирования.

Для решения перечисленных задач система диагностики должна иметь в своем составе такие функциональные блоки, как блок формирования диагностических сообщений (БФДС), блок преобразований (БП), библиотеку у ставок (БУ), идентификатор состояний (ИС), блок сигнализации (БС), блок формирования команд управления (БФКУ) и др. На рис. 2.7 представлена обобщенная структурная блок-схема системы диагностики, являющаяся общей для всех типов станочного оборудования ГПС.

Рис. 2.7. Обобщенная структурная блок-схема системы

диагностики станочного оборудования:

- вектор состояния; - измеренное значение вектора

состояния; вектор дестабилизирующих возмущающих воздействий.

Узел станка как объект диагностики характеризуется набором из j физических состояний, по каждому из которых существует i диагностируемых параметров. Средство технической диагностики (СТД) выделяет информативный сигнал, наиболее полно характеризующий состояние объекта диагностики, после чего БФДС преобразует диагностическую информацию в соответствии с принятыми алгоритмами как на этапе обучения, так и в процессе эксплуатации станка. Блок преобразований трансформирует выделенный сигнал х_ji в удобный для дальнейшего применения вид. Основу библиотеки у ставок составляет полученная на этапе обучения совокупность эталонных диагностических сигналов, характеризующих возможные дефекты узлов станка. Идентификатор состояний (блок распознавания текущего состояния) сравнивает текущие и эталонные диагностические сообщения и принимает решение о соответствии диагностируемого параметра допустимым уровням состояний. Результатом функционирования данного

блока является диагноз о состоянии ОД. Таким образом, процедура диагностики узла станка состоит в том, чтобы выявить соответствие величины и характера изменения во времени преобразованного СТД и БП вектора x_ji априорно установленным допустимым предельным уровням и эталонному характеру изменения (осциллограммам) выделенного диагностируемого параметра.

Блок формирования команд управления по результатам измерения и анализа состояния станочного оборудования формирует управляющие воздействия на ОД, например, команды для аварийного прекращения функционирования станка в случае катастрофического состояния диагностируемого узла, вырабатывает комплекс мероприятий (изменение режима работы, податливости и пространственной ориентации узлов станка) по поддержанию работоспособности узла в предварительном состоянии до завершения расчетного периода работы станка.

В соответствии с предложенной структурой реализуются практически все системы технической диагностики состояния станочного оборудования, входящего в состав ГПС, при этом ряд блоков системы (такие, как БФДС, БУ, БФКУ и др.) реализуются на базе микроЭВМ.