Эффективная и надежная работа прокатных станов во многом зависит от надежности двигателей постоянного тока главных приводов, которая, в свою очередь, в значительной степени определяется условиями коммутации. Возникновение кругового огня на коллекторе или повышенного искрения двигателя приводит к аварии, ориентировочная стоимость ликвидации которой может составить десятки тысяч рублей, что убедительно подтверждает значимость вибродиагностики и настройки коммутации коллекторных электрических машин постоянного тока.
В статье приведены некоторые результаты испытаний условий коммутации двигателей главных приводов чистовой линии стана «320» ОАО «Металлургический завод им. А. К. Серова» и стана «800» ОАО «Чусовской металлургический завод».
Сделан вывод о том, что разработанный метод настройки коммутации с учетом условий эксплуатации и применением современного комплекса приборов позволяет выявить в каждом конкретном случае резерв использования установленного оборудования, что приводит к повышению производительности прокатных станов в целом либо к увеличению надежности работы главного привода с меньшими эксплуатационными затратами.
Литература
Авилов В.Д. Методы анализа и настройки коммутации машин постоянного тока. М.: Энергоатомиздат, 1995.
Харламов В.В. Методы и средства диагностирования технического состояния коллекторно-щеточного узла тяговых электродвигателей и других коллекторных машин постоянного тока: Монография / Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск, 2002.
Авилов В.Д. Метод анализа и настройки коммутации крупных машин постоянного тока // Сталь. 1985. №11.
Анализ условий коммутации машин постоянного тока и их настройка в условиях эксплуатации / В.Д. Авилов, В.В. Бублик, Е.Н. Савельева и др. Промышленная энергетика. 1987. № 2.
Костюков В.Н., Ковбаса Н.И., Авилов В.Д., Савельева Е.Н. Новая технология диагностирования и настройки коммутации двигателей постоянного тока главных приводов прокатных станов // Современные тенденции в развитии и конструировании коллекторных и других электромеханических преобразователей энергии: Матер. IIX всероссийской науч.-техн. конф. - Омск: ОмГУПС, 2003. - С. 203-208
Система автоматической вибродиагностики КОМПАКС® – это комплекс программно-аппаратных средств, служащий для обеспечения новой технологии безопасной эксплуатации и ремонта механического оборудования. Система КОМПАКС® относится к классу измерительно-диагностических систем и предназначена для решения задач вибромониторинга состояния технологического оборудования.
Аппаратные средства современных систем автоматической вибродиагностики КОМПАКС® строятся с использованием самой передовой элементной базы, характеризуются постоянно улучшающимися характеристиками и имеют гибкую структуру за счет микропроцессорного управления. Все современные системы имеют магистральную структуру связей между модулями и диагностическим контроллером по управляющим и сигнальным линиям и соответствуют всем основополагающим принципам построения измерительно-диагностических систем КОМПАКС®.
Структура аппаратных средств системы вибромониторинга КОМПАКС® включает в себя:
распределенную систему первичных преобразователей, контролирующих основные параметры оборудования;
распределенную систему выносных модулей, обеспечивающих первичное преобразование сигналов с датчиков и их трансляцию в диагностический контроллер, а также обеспечивающих контроль за целостностью самих датчиков и линий связи;
вибродиагностическую станцию, управляющую выносными модулями и обеспечивающую сбор и обработку данных.
Стариков В.А. Аппаратные средства системы КОМПАКС // Датчики и детекторы для авиационной техники «ДДАТ-2003»: сб. докл. науч.-техн. конф. - Пенза, 2003. - С. 18-21
Разработанная НПЦ «Динамика» и внедренная на 70 нефтехимических комплексах и производствах 12 предприятий стационарная система вибродиагностики и компьютерного многопараметрического мониторинга состояния оборудования КОМПАКС® позволила полностью исключить внезапные отказы оборудования.
На базе систем вибродиагностики и автоматического мониторинга состояния оборудования КОМПАКС® специалистами НПЦ «Динамика» удалось впервые в мире создать и широко внедрить новый класс автоматизированных систем управления – АСУ безопасной ресурсосберегающей эксплуатацией оборудования (АСУ БЭР™) для опасных отраслей промышленности.
Технологии тотального ресурсосбережения успешно применяются в системах вибромониторинга КОМПАКС®, обеспечивая надежную эксплуатацию оборудования опасных нефтехимических производств с минимальными затратами.
Литература
Костюков В.Н., Бойченко С.Н., Костюков А.В. Автоматизированные системы управления безопасной ресурсосберегающей эксплуатацией оборудования нефтеперерабатывающих и нефтехимических производств (АСУ БЭР™ КОМПАКС®). Под ред. В.Н. Костюкова. М.: Машиностроение, 1999 - 163 с. ил.
Принципы построения измерительно-диагностических систем машин и оборудования / Ю.М. Вешкурцев, В.Н. Костюков, С.Н. Бойченко, А.В. Костюков // Актуальные проблемы электронного приборостроения АПЭП-96: Труды третьей международной научно-техн. конф. Измерения в радиоэлектронике. - Новосибирск, 1996. - Т. 5. - С. 81-86.
Костюков В.Н., Бойченко С.Н. Тотальное ресурсосбережение в системах компьютерного многопараметрического мониторинга состояния оборудования КОМПАКС // Энергосбережение и энергетика в Омской области. - Омск, 2003. - № 4(9). - С. 48-49
Необходимость создания экспертной системы (ЭС) автоматической вибродиагностики и прогнозирования технического состояния электроприводов обусловлена высокой скоростью протекания процессов их деградации и большим количеством агрегатов в нефтехимическом производстве.
Использование ЭС позволяет копировать и распространять знания, делая уникальный опыт нескольких высококлассных профессионалов доступным широким кругам специалистов. Экспертная система КОМПАКС® обеспечивает достаточно быструю, полную и надежную безразборную вибродиагностику технического состояния электродвигателя, так как выявляет следующие неисправности:
ослабление крепления двигателя к фундаменту,
нарушение центровки и балансировки вращающихся деталей,
недопустимые колебания фундамента,
дефекты подшипников,
износ соединительной муфты,
недопустимая температура узлов машин,
недопустимые пульсации,
частотный состав и амплитуды токов приводных электродвигателей.
Костюков В.Н., Бойченко С.Н. Использование алгоритмов спектральной матрицы для виброакустической диагностики электроприводов центробежных насосов нефтехимического производства // Современные тенденции в развитии конструировании коллекторных и других электромеханических преобразователей энергии: матер. VIII Всероссийской науч.-техн. конф. - Омск, 2003.- С. 239-243
Большой объем резервных мощностей (часто двойной) позволяет минимизировать потери при авариях и простоях производств. Однако это не оправдывает неэффективное использование основных производственных фондов. Кроме того, предприятия вынуждены при этом нести практически двойные эксплуатационные расходы, связанные с поддержанием данных производств в рабочем состоянии.
Применение Safe Maintenance™ технологии делает прозрачным, а значит, управляемыми процессы эксплуатации основных фондов. Это позволяет производить своевременное и целенаправленное техническое обслуживание и ремонт оборудования, а следовательно, оптимизировать состав технологического оборудования, реально сократив необоснованные эксплуатационные издержки, не допустить аварий и простоев производств по причинам выхода из строя динамического оборудования, повысить производственную дисциплину и оценить адекватность действий персонала, ответственного за эксплуатацию.
Костюков В.Н., Костюков А.В. Новая технология эксплуатации нефтехимических производств - стратегическая цель менеджмента предприятий ТЭК России // Материалы отраслевого совещания главных механиков предприятий нефтеперерабатывающих и нефтехимических предприятий Кириши. - 2003. - С. 166-168
В статье показаны результаты исследования ортогональности сигналов виброускорения, виброскорости и виброперемещения при развитии дефектов путем их численного моделирования и корреляционного анализа.
Ортогональность диагностических признаков является важным условием, значительно облегчающим процесс вибродиагностики технического состояния машин. Чем больше независимых признаков образуют вектор диагностических признаков, тем проще установить его связь с вектором состояния машин.
В случае, когда все диагностические признаки вектора ортогональны, зависимость состояния машин приходит к простейшему функциональному виду.
Литература
Костюков В.Н. Мониторинг безопасности производства. М.: Машиностроение, 2002. 204 с.
Гольдин А.С. Вибрация роторных машин. М,: Машиностроение, 2000. 344 с.
Ерошкин Е.И. Методы диагностики повреждения подшипников качения / Е.И. Ерошкин, В.П. Максимов, Е.А. Самылин // Прочность и динамика авиационных двигателей ML: Машиностроение, 1966. № 4. С. 214-230.
Костюков В.Н. Автоматизированные системы управления безопасной ресурсосберегающей эксплуатацией оборудования нефтеперерабатывающих и нефтехимических производств (АСУ БЭР™ КОМПАКС®) / В.Н. Костюков, С.Н. Бойченко, А.В. Костюков; Под ред. В.Н. Костюкова. М.: Машиностроение, 1999. 163 с.
ГОСТ Р ИСО 10816-(1-4)-99. Вибрация Оценка состояния машин по результатам измерений вибрации на невращающихся частях. М.: Изд-во стандартов, 2000. 4.1 - 4.
VEE Advanced Programming Techniques. Agilent Technologies. 2000. 612 c.
Костюков А.В., Костюков В.Н. Экспериментальная установка для исследования виброакустических процессов в электромеханических агрегатах на базе программного пакета Agilent VEE // Современные тенденции в развитии конструировании коллекторных и других электромеханических преобразователей энергии: матер. VIII Всероссийской науч.-техн. конф. - Омск, 2003. - С. 226-239
Более трех четвертей отказов оборудования нефтегазовых комплексов составляют отказы машинных агрегатов, высокая концентрация которых на установках нередко служит причиной аварий и производственных неполадок, вызывающих простои установок и снижающих коэффициент их технического использования и готовности.
Чтобы развитие неисправностей стало наблюдаемым, необходим непрерывный мониторинг при помощи систем, реализующих промышленную технологию ресурсосберегающей безопасной эксплуатации оборудования – Safe Maintenance™ – SM™ - технологию, АСУ БЭР™ – автоматизированных систем управления безопасной ресурсосберегающей эксплуатацией.
Внедрение АСУ БЭР™ обеспечивает предприятиям рентабельность на основе ресурсосберегающей безопасности, снижение количества аварий оборудования, увеличение межаварийного и межремонтного пробега комплексов оборудования в несколько раз и сокращение затрат на ремонт и запасные части.
Литература
Муромцев Ю.Л. Безаварийность и диагностика нарушений в химических производствах. - М.: Химия, 1990. - 144 с.
Костюков В.Н. Мониторинг безопасности производства. - М.: Машиностроение, 2002. - 204 с. ил.
Костюков В.Н., Бойченко С.Н., Костюков А.В. Автоматизированные системы управления безопасной ресурсосберегающей эксплуатацией оборудования нефтеперерабатывающих и нефтехимических производств (АСУ БЭР™ КОМПАКС®). Под ред. В.Н. Костюкова. М.: Машиностроение, 1999. - 163 с. ил.
Костюков В.Н., Науменко А. П. Практические основы вибродиагностики машинного оборудования: Учеб. пособие. Под ред. В.Н. Костюкова. Омск: Изд-во ОМГТУ. 2002. - 108 с ил.
Эффективность внедрения стационарных систем вибродиагностики КОМПАКС® на Омском НПЗ / Малов Е.А., Шатапов А.А., Бронфин И.Б., Долгопятов В.Н., Костюков В.Н., Бойченко С.Н., Мелинг А.Я. — Безопасность труда в промышленности, 1997, № 1. - с. 9-15.
Безаварийность производства — путь к повышению рентабельности. Внедрение систем мониторинга КОМПАКС® / А.А. Шаталов, Ф.И, Сердюк, В.Н. Костюков, Ал.В. Костюков и др. / Химия и технология топлив и масел. - 2000, №3. - с. 9-13.
Костюков В.Н. Мониторинг состояния в реальном времени - высокоэффективная технология ресурсосберегающей эксплуатации оборудования нефтегазовых комплексов // Нефть. Газ. Промышленность. - СПб, 2003.- № 2. - С. 32-36
Разработана ресурсосберегающая технология производства и ремонта электромашинных агрегатов с диагностикой качества на всех этапах: вибродиагностикой качества комплектующих, качества сборки узлов, качества собранных машин и агрегатов на обкатке и приемосдаточных испытаниях.
Технология базируется на стендовых системах вибродиагностики технического состояния подшипников качения и скольжения, динамической балансировки роторов, качества сборки подшипниковых опор и роторных узлов в собственных опорах, комплексной диагностики собранных машин и агрегатов.
Данная технология реализована на базе стационарной системы КОМПАКС® – системы Компьютерного Мониторинга для Предупреждения Аварий и Контроля технического Состояния машинного оборудования.
Костюков В.Н., Карпов С.Ю., Ковбаса Н.И. Ресурсосберегающая технология производства и ремонта электромашинных агрегатов на основе диагностики состояния // Современные тенденции в развитии конструировании коллекторных и других электромеханических преобразователей энергии: матер. VIII Всероссийской науч.-техн. конф. - Омск, 2003. - С. 214-219
В статье изложены основные проблемы эксплуатации оборудования технологических установок и цели служб предприятия, отвечающих за поддержание производства в работоспособном состоянии.
Рассмотрены преимущества внедрения различных типов систем вибромониторинга – стационарных, персональных и стендовых, а также преимущество объединения их в единую компьютерную сеть Compacs-Net®.
Особое внимание уделено высокой эффективности автоматизированных систем управления безопасной ресурсосберегающей эксплуатацией и ремонтом оборудования АСУ БЭР™ КОМПАКС®.
Костюков В.Н., Костюков А.В. Ресурсосберегающая безопасность - стратегическая цель предприятия с непрерывным производственным циклом // Нефтяное хозяйство. - № 10. - М., 2003. - С. 26-27
Анализ интенсивности отказов технологического оборудования (печей, колонн, машин и др.) показывает, что на долю машинного оборудования приходится около 70% всех отказов, поэтому автоматизация управления эксплуатацией оборудования на основе вибромониторинга состояния оборудования в реальном времени является актуальной проблемой.
Разработанные НПЦ «Динамика» автоматизированные системы вибродиагностики и управления безопасной ресурсосберегающей эксплуатацией (АСУ БЭР™) на основе мониторинга состояния оборудования в реальном времени решают следующие задачи:
вибродиагностика и прогнозирования основных неисправностей (>95-98%) оборудования с ранним обнаружением, полными использованием ресурса и сохранением ремонтопригодности;
предупреждение персонала о ближайших неотложных действиях по управлению состоянием оборудования;
контроль за исполнением диагностических предписаний систем и действий персонала посредством сетевых (Internet) технологий;
формирование планов целенаправленных ремонтов на основе фактического состояния оборудования;
устранение ошибок проектирования и монтажа;
оптимизация технологических схем и состава оборудования;
ведение баз данных диагнозов, работ, замен и ресурсов оборудования, представление отчетов на всех уровнях управления предприятием.
Науменко А.П., Бойченко С.Н., Костюков А.В. Мониторинг состояния машинного оборудования - решение проблем его безопасной эксплуатации // Проблемы безопасности, экологии и автоматизации товарно-транспортных операций и хранения нефти и нефтепродуктов: сб. докл. и сообщ. семинара-совещ. - Омск, 2003. - С. 85-91