podstawy bezpiecze Ństwa funkcjonalnegozkup.mchtr.pw.edu.pl/pom_dyd/smm/smm_08_podstawy...
TRANSCRIPT
POLITECHNIKA WARSZAWSKAInstytut Automatyki i Robotyki
PODSTAWY BEZPIECZEŃSTWA FUNKCJONALNEGO
MichaMichałł BartyBartyśś
Systemy Mechatroniczne
Politechnika Warszawska
Wydział Mechatroniki
07-01-2011
Definicje podstawoweDefinicje podstawoweDiagnostyka techniczna Diagnostyka techniczna Rola diagnostyki w eksploatacji systemów Rola diagnostyki w eksploatacji systemów Niezawodność i bezpieczeństwo Niezawodność i bezpieczeństwo Rodzaje badań diagnostycznychRodzaje badań diagnostycznychFazy diagnozowaniaFazy diagnozowaniaRodzaje uszkodzeńRodzaje uszkodzeńPomiary w diagnostycePomiary w diagnostyceMetody diagnostyki sprzętu i oprogramowaniaMetody diagnostyki sprzętu i oprogramowaniaTermowizjaTermowizja
Politechnika Warszawska
POLITECHNIKA WARSZAWSKAInstytut Automatyki i Robotyki
2Bezpiecze ństwo funkcjonalne
Bezpiecze ństwo funkcjonalne
to podejście do wszystkich działań w cyklu Ŝyciasystemów zawierających elektryczne i/lub elektroniczne i/lub programowalne elektroniczne elementy składowe nierozerwalnie związane z bezpieczeństwem technicznym.
Bezpiecze ństwo funkcjonalne
to podejście do wszystkich działań w cyklu Ŝyciasystemów zawierających elektryczne i/lub elektroniczne i/lub programowalne elektroniczne elementy składowe nierozerwalnie związane z bezpieczeństwem technicznym.
POLITECHNIKA WARSZAWSKAInstytut Automatyki i Robotyki
3Literatura
Norma: IEC 61508-7: Functional safety of electrical/electronic/programmable electronic safety-related systems Part 7: Overview of techniques and measuresw dziale: C.3.9 pt.: Artificial intelligence fault correction rekomenduje monografię:.Fault Diagnosis: Models, Artificial Intelligence, A pplications,J. Korbicz, J. Kościelny, Z. Kowalczuk, W. Cholewa. Springer, 2004, ISBN 3540407677.
POLITECHNIKA WARSZAWSKAInstytut Automatyki i Robotyki
4
Defekt [PN-EN 61508-4]to stan nienormalny, który moŜe spowodować zmniejszenie lub utratę zdolności jednostki funkcjonalnej do wypełniania wymaganych funkcji.
Defekt a uszkodzenie
Uszkodzenia szczególnie gro źne w skutkach nazywane s ą awariami .
Uszkodzenie (defekt) to kaŜde zdarzenie destrukcyjne powodujące pogorszenie jakości działania obiektu (elementu obiektu), które powinno być wykrywane w procesie diagnozowania.
Uszkodzenie [PN-EN 61508-4]to utrata zdolności funkcjonalnej do wypełniania wymaganej funkcji.
Podej ście diagnostyczne
POLITECHNIKA WARSZAWSKAInstytut Automatyki i Robotyki
5
Klasyfikacja uszkodze ń-podej ście funkcjonalne
Uszkodzenia klasyfikowane s ą jako:� uszkodzenia bezpieczne,� uszkodzenia niebezpieczne.
Uszkodzenia klasyfikowane s ą jako:� uszkodzenia bezpieczne,� uszkodzenia niebezpieczne.
Uszkodzenie niebezpieczne to uszkodzenie, które ma potencjalną moŜliwość wprowadzenia systemu związanego z bezpieczeństwem w stan zagraŜający lub w stan niemoŜliwości wypełniania funkcji.
Uszkodzenie niebezpieczne to uszkodzenie, które ma potencjalną moŜliwość wprowadzenia systemu związanego z bezpieczeństwem w stan zagraŜający lub w stan niemoŜliwości wypełniania funkcji.
Uszkodzenie bezpieczne to uszkodzenie, które nie ma potencjalnej moŜliwości wprowadzenia systemu związanego z bezpieczeństwem w stan zagraŜający lub w stan niemoŜliwości wypełniania funkcji.
Uszkodzenie bezpieczne to uszkodzenie, które nie ma potencjalnej moŜliwości wprowadzenia systemu związanego z bezpieczeństwem w stan zagraŜający lub w stan niemoŜliwości wypełniania funkcji.
POLITECHNIKA WARSZAWSKAInstytut Automatyki i Robotyki
6
Klasyfikacja uszkodze ń-podej ście funkcjonalne
Fakt czy potencjalna mo Ŝliwo śćsię urzeczywistni, czy teŜ nie, zaleŜy od architektury systemu.
W systemach mających kilka kanałów w celu zwiększenia bezpieczeństwa, prawdopodobieństwo, aby uszkodzenie bezpieczne sprzętu doprowadziło do wyłączenia systemu jest mniejsze.
Podobnie jest mniej prawdopodobne, aby w systemach mających kilka kanałów w celu zwiększenia bezpieczeństwa, uszkodzenie niebezpieczne sprzętu doprowadziło do stanu całkowicie niebezpiecznego lub stanu niemoŜności wypełniania funkcji.
Fakt czy potencjalna mo Ŝliwo śćsię urzeczywistni, czy teŜ nie, zaleŜy od architektury systemu.
W systemach mających kilka kanałów w celu zwiększenia bezpieczeństwa, prawdopodobieństwo, aby uszkodzenie bezpieczne sprzętu doprowadziło do wyłączenia systemu jest mniejsze.
Podobnie jest mniej prawdopodobne, aby w systemach mających kilka kanałów w celu zwiększenia bezpieczeństwa, uszkodzenie niebezpieczne sprzętu doprowadziło do stanu całkowicie niebezpiecznego lub stanu niemoŜności wypełniania funkcji.
POLITECHNIKA WARSZAWSKAInstytut Automatyki i Robotyki
7
Klasyfikacja uszkodze ń-podej ście funkcjonalne
Uszkodzenia mog ą być:� spowodowane wspólną przyczyną,� wspólnego rodzaju,� zaleŜne.
Uszkodzenia mog ą być:� spowodowane wspólną przyczyną,� wspólnego rodzaju,� zaleŜne.
Uszkodzenie wspólnego rodzaju to uszkodzenie dwóch lub kilku kanałów, następujące w jednakowy sposób i powodujące jednakowebłędne skutki.
Uszkodzenie wspólnego rodzaju to uszkodzenie dwóch lub kilku kanałów, następujące w jednakowy sposób i powodujące jednakowebłędne skutki.
Uszkodzenie spowodowane wspóln ą przyczyn ą, touszkodzenie, które jest wynikiem jednego zdarzenia lub kilku zdarzeń, powodujących jednoczesne uszkodzenie dwóch lub kilku oddzielnych kanałów w systemie wielokanałowym, prowadzące do uszkodzenia systemu.
Uszkodzenie spowodowane wspóln ą przyczyn ą, touszkodzenie, które jest wynikiem jednego zdarzenia lub kilku zdarzeń, powodujących jednoczesne uszkodzenie dwóch lub kilku oddzielnych kanałów w systemie wielokanałowym, prowadzące do uszkodzenia systemu.
Uszkodzenie zale Ŝne to uszkodzenie, którego prawdopodobieństwo nie moŜe być wyraŜone jako iloczyn prawdopodobieństw bezwarunkowych poszczególnych zdarzeń, które je wywołują.
Uszkodzenie zale Ŝne to uszkodzenie, którego prawdopodobieństwo nie moŜe być wyraŜone jako iloczyn prawdopodobieństw bezwarunkowych poszczególnych zdarzeń, które je wywołują.
POLITECHNIKA WARSZAWSKAInstytut Automatyki i Robotyki
8
Klasyfikacja uszkodze ń-podej ście funkcjonalne
Uszkodzenia s ą zaleŜne gdy:
gdzie:P(A)- prawdopodobieństwo uszkodzenia AP(B)- prawdopodobieństwo uszkodzenia BP(A∧B) – prawdopodobieństwo uszkodzenia A i B
Uszkodzenia s ą zaleŜne gdy:
gdzie:P(A)- prawdopodobieństwo uszkodzenia AP(B)- prawdopodobieństwo uszkodzenia BP(A∧B) – prawdopodobieństwo uszkodzenia A i B
)()()( BPAPBAP ⋅>∩
POLITECHNIKA WARSZAWSKAInstytut Automatyki i Robotyki
9
� Autodiagnostyka� Rekonfiguracja
• Zwiększenie dyspozycyjności urządzeń
• Zwiększenie bezpieczeństwa systemów
• Uzyskanie zdolności tolerowania uszkodzeń
• Zwiększenie dyspozycyjności urządzeń
• Zwiększenie bezpieczeństwa systemów
• Uzyskanie zdolności tolerowania uszkodzeń
Przykład konstrukcji
Oprogramo-wanie:
Wykrywa zwarcia iprzerwy wewszystkich obwodach czujnika
µP
ASIC
Komparator
D/A
Wyjście 1
A/D
Wyjście 2 Weryfikacja
Układ diagnostyczy
Ustawia na wyj ściu niski sygnał“awaria bezpieczna”
Linearizacja oraz
kompensacja
XTC 345Podwójny
czujnikMicroSENSOR
POLITECHNIKA WARSZAWSKAInstytut Automatyki i Robotyki
10
Bezpiecze ństwo funkcjonalne [PN-EN 61508-4]to część bezpieczeństwa całkowitego odnosząca się do EUC i systemu sterowania EUC, która zaleŜy od prawidłowego działania systemów E/E/PE związanych z bezpieczeństwem, systemów związanych z bezpieczeństwem wykonanych w innych technikach i zewnętrznych środków do zmniejszania ryzyka.
Bezpiecze ństwo funkcjonalne
EUC – (equipment under control) wyposaŜenie sterowane. System, który odpowiada za sygnały wejściowe z procesu i/lub od operatora i generuje sygnały wyjściowe powodujące, ze EUC działa w sposób poŜądanyE/E/PE – system elektryczny/elektroniczny/programowalny elektroniczny
POLITECHNIKA WARSZAWSKAInstytut Automatyki i Robotyki
11
Bezpiecze ństwo funkcjonalne
Funkcja bezpiecze ństwato funkcja do zaimplementowania przez system E/E/PE związany z bezpieczeństwem, system związany z bezpieczeństwem wykonany w innej technice lub zewnętrzne urządzenie do zmniejszania ryzyka, którego przeznaczeniem jest osiągnięcie lub utrzymanie stanu bezpiecznego EUC, w odniesieniu do konkretnego zdarzenia zagraŜającego.
POLITECHNIKA WARSZAWSKAInstytut Automatyki i Robotyki
12
Bezpiecze ństwo funkcjonalne
E/E/PEsystem oparty na technice elektrycznej (E) i/lub elektronicznej (E)
i/lub programowalnej elektronicznej (PE).
Przykłady:- urządzenia elektromechaniczne (E) np. przekaźniki, styczniki,
elektromagnesy, silniki asynchroniczne klatkowe, silniki skokowe.- urządzenia elektroniczne (E) nieprogramowalne z obwodami scalonymi
np. nieprogramowalna karta wejść/wyjść cyfrowych, modem HART, przetwornik pomiarowy nieintelgentny,
- urządzenia elektroniczne oparte na technice komputerowej (PE) np. sterowniki programowalne PLC, systemy DDC, systemy typu soft-control, programowalne multipleksery komunikacyjne, programowalne inteligentne urządzenia pomiarowe i wykonawcze, mikrosterowniki, mikroprocesory, programowalne układy scalone (ASIC, FPGA).
POLITECHNIKA WARSZAWSKAInstytut Automatyki i Robotyki
13
Podstawowy system sterowania
Podstawowy system sterowania procesem określany jako BPCS odpowiada za sygnały wejściowe z procesu, związane z nim wyposaŜenie, inne systemy programowalne i/lub operatora procesu, i który generuje sygnały wyjściowe powodujące, Ŝe proces i związane z nim wyposaŜenie pracują w zadany sposób, ale, który nie wykonuje Ŝadnej przyrządowej funkcji bezpieczeństwa, od której Ŝąda się poziomu nienaruszalności bezpieczeństwa SIL ≥ 1.
Ryzyko procesu ryzyko pochodzące od warunków procesu spowodowanych zdarzeniami nienormalnymi (wyłączając defekt BPCS).
BPCSU V
POLITECHNIKA WARSZAWSKAInstytut Automatyki i Robotyki
14Poziom nienaruszalno ści bezpiecze ństwa
Poziom nienaruszalno ści bezpiecze ństwa (SIL) poziom dyskretny (jeden z czterech moŜliwych) do wyszczególnienia wymagań nienaruszalności bezpieczeństwa funkcji bezpieczeństwa, które powinny być przypisane w systemach E/E/PE związanych z bezpieczeństwem, przy czym poziom nienaruszalności bezpieczeństwa 4 jest poziomem najwyŜszym, a poziom nienaruszalności bezpieczeństwa 1 poziomem najniŜszym.
Nienaruszalno ść bezpiecze ństwaprawdopodobieństwo, Ŝe system związany z bezpieczeństwem wykona właściwie wymagane funkcje bezpieczeństwa w określonych warunkach i w określonym przedziale czasowym.
POLITECHNIKA WARSZAWSKAInstytut Automatyki i Robotyki
15Poziom nienaruszalno ści bezpiecze ństwa
SILw systemie pracującym w trybie na przywołanie np. zawór bezpieczeństwa.
Poziom SIL Średnie prawdopodobieństwo niewypełnienia funkcji bezpieczeństwa na przywołanie - PFD
Dostępnośćsystemu
Czas braku działania systemu w ciągu roku
SIL 1 10-2 - 10-1 90% do 99% 876 do 87,6 h
SIL 2 10-3 - 10-2 99% do 99,9% 87,6 do 8,76 h
SIL 3 10-4 - 10-3 99,9% do 99,99%
8,76 do 0,57 min
SIL 4 10-5 - 10-4 99,99% do 99,9999%
0,57 do 0,053 min
POLITECHNIKA WARSZAWSKAInstytut Automatyki i Robotyki
16Poziom nienaruszalno ści bezpiecze ństwa
SILw systemie pracującym często lub w trybie ciągłym.
Źródło: http://www.plug.org.pl/pdf/SafetyLon/3%20Podstawy%20bezpieczenstwa%20funkcjonalnego.pdf
POLITECHNIKA WARSZAWSKAInstytut Automatyki i Robotyki
17Ryzyko i bezpiecze ństwo
Ryzyko technicznekombinacja częstości lub prawdopodobieństwa wystąpienia niebezpiecznych zdarzeń awaryjnych i ich konsekwencji prowadzących do określonych szkód, w tym strat zdrowotnych, środowiskowych i/lub materialnych (ekonomicznych).
Bezpiecze ństwoto niewystępowanie ryzyka nieakceptowalnego.
Ryzyko procesu ryzyko pochodzące od warunków procesu spowodowanych zdarzeniami nienormalnymi (wyłączając defekt BPCS).
PN-EN 61508:4 Definicje i skrótowce
POLITECHNIKA WARSZAWSKAInstytut Automatyki i Robotyki
18Przyrz ądowa funkcja bezpiecze ństwa
Przyrz ądowa funkcja bezpiecze ństwa (SIF)to funkcja bezpieczeństwa o określonym poziomie nienaruszalności bezpieczeństwa (SIL) konieczna do osiągnięcia bezpieczeństwa funkcjonalnego i która moŜe być albo przyrządową funkcja bezpieczeństwa zabezpieczającą, albo przyrządowa funkcją bezpieczeństwa sterującą.
POLITECHNIKA WARSZAWSKAInstytut Automatyki i Robotyki
19Zarządzanie i sterowanie ryzykiem
Zarządzanie ryzykiemsystematyczna realizacja polityki bezpieczeństwa w praktyce z uwzględnieniem procedur i działań mających na celu analizowanie, ocenę i sterowanie ryzykiem.
Sterowanie ryzykiemproces podejmowania decyzji mających na celu zarządzanie ryzykiem, w szczególności racjonalne zmniejszenie lub utrzymywanie ryzyka na określonym poziomie, korzystając z wyników oszacowania i oceny ryzyka.
POLITECHNIKA WARSZAWSKAInstytut Automatyki i Robotyki
20Zarządzanie i sterowanie ryzykiem
Podejścia do zarz ądzania i sterowania ryzykiem� aktywne polegające na oddziaływaniu na przyczyny i
czynniki ryzyka oraz� pasywne , koncentrujące się na zabezpieczaniu przed
powaŜnymi awariami i ich skutkami
Najbardziej efektywne s ą podej ścia zintegrowane (Kosmowski)
POLITECHNIKA WARSZAWSKAInstytut Automatyki i Robotyki
21Pokrycie diagnostyczne
Pokrycie diagnostyczne to względne zmniejszenie prawdopodobieństwa wystąpienia niebezpiecznych uszkodzeń sprzętu wynikające z działania automatycznych testów diagnostycznych.
∑∑=
Dtotal
DDDCλλ
gdzie: DC – pokrycie diagnostyczneλDD – intensywność wykrytych uszkodzeń niebezpiecznych na godzinęλDtotal – intensywność wystąpienia wszystkich uszkodzeń niebezpiecznych
POLITECHNIKA WARSZAWSKAInstytut Automatyki i Robotyki
22Pokrycie diagnostyczne
Pokrycie diagnostyczne moŜe się odnosić do całego systemu związanego z bezpieczeństwem lub jego części. Przykład: Pokrycie diagnostyczne wyznaczone wyłącznie dla torów pomiarowych
∑∑=
Dtotal
DDDCλλ
Bezpieczne pokrycie diagnostyczne lub pokrycie diagnostyczne obejmujące uszkodzenia bezpieczne, jest uŜywane do opisu względnego zmniejszenia prawdopodobieństwa uszkodzeń bezpiecznych sprzętu lub obu bezpiecznych i niebezpiecznych uszkodzeń sprzętu wynikającego z działania automatycznych testów diagnostycznych. MoŜe się odnosić do całego systemu związanego z bezpieczeństwem lub jego części.
POLITECHNIKA WARSZAWSKAInstytut Automatyki i Robotyki
23Test sprawdzaj ący
Test sprawdzaj ący to test okresowy wykonywany w celu wykrycia uszkodzeń w systemie związanym z bezpieczeństwem, aby jeśli to konieczne, system mógł być naprawiony do stanu pełnej zdatności („jak nowy”) lub stanu jemu bliskiemu o ile jest to praktycznie moŜliwe.
∑∑=
Dtotal
DDDCλλ
Jeśli test sprawdzaj ący ma być skuteczny, to konieczne jest wykrycie 100%uszkodzeń niebezpiecznych.
Wszystkie wykonywane funkcje bezpieczeństwa są sprawdzane według wymagań specyfikacji bezpieczeństwa E/E/PE. Jeśli stosowane są oddzielne kanały, to testuje się kaŜdy kanał oddzielnie.
POLITECHNIKA WARSZAWSKAInstytut Automatyki i Robotyki
24
Diagnostyka:termin ten pochodzi z języka greckiego, gdzie m. in. „diagnosis” – oznacza rozpoznanie, „diagnostikós” – umiejący rozpoznawać.
W "Słowniku wyrazów obcych i zwrotów obcojęzycznych" Kopalińskiego(1977) diagnostyka zdefiniowana jest jako dziedzina, która zajmuje się rozpoznawaniem badanego stanu rzeczy przez zaliczenie go do znanego typu lub gatunku, przez przyczynowe i cało ściowe wyja śnienie tego stanu rzeczy, okre ślenie jego fazy obecnej oraz przewidywanego dalszego rozwoju .
Definicje
Jeszcze do niedawna słowo diagnostyka kojarzono nieodmiennie z medycyną, jako jej działem zajmującym się sposobami rozpoznawania chorób na podstawie ich objawów.
POLITECHNIKA WARSZAWSKAInstytut Automatyki i Robotyki
25
Klasyfikacja uszkodze ń-podej ście diagnostyczne
Uszkodzenia klasyfikowane s ą jako:� uszkodzenia nagłe (ang. abrupt) lub
� uszkodzenia stopniowe (ang. incipient)
Uszkodzenia klasyfikowane s ą jako:� uszkodzenia nagłe (ang. abrupt) lub
� uszkodzenia stopniowe (ang. incipient)
Uszkodzenia stopniowe narastają w miarę upływu czasu. Metody diagnostyki pozwalają na prognozowanie czasu przekroczenia przez uszkodzenie akceptowalnej wartości
Uszkodzenia stopniowe narastają w miarę upływu czasu. Metody diagnostyki pozwalają na prognozowanie czasu przekroczenia przez uszkodzenie akceptowalnej wartości
Uszkodzenia nagłe występują w sposób przypadkowy i nieprzewidywalny. Są moŜliwe do wykrycia post factum.Uszkodzenia nagłe występują w sposób przypadkowy i nieprzewidywalny. Są moŜliwe do wykrycia post factum.
POLITECHNIKA WARSZAWSKAInstytut Automatyki i Robotyki
26
Diagnostyka techniczna� Diagnostyka maszyn� Diagnostyka procesów przemysłowych� Diagnostyka systemów komputerowych� ...
Diagnostyka maszyn zajmuje się oceną stanu urządzeń mechanicznych przez badania bezpośrednie ich własności i badania pośrednie procesów towarzyszących funkcjonowaniu tych urządzeń, tzw. procesów resztkowych (Cempel 1982), (Cempel i Natke, 1997).
Procesy resztkowe mogą mieć charakter mechaniczny, elektryczny, termiczny itp. Wśród tych zjawisk szczególną rolę odgrywają procesy wibroakustyczne (drgania i hałas) ściśle związane z funkcjonowaniem kaŜdej maszyny. Dlatego są one powszechnie wykorzystywane do pośredniej oceny stanu obiektów mechanicznych. Ta gałąź diagnostyki maszyn nazywana jest diagnostyką wibroakustyczną.
POLITECHNIKA WARSZAWSKAInstytut Automatyki i Robotyki
27
Diagnostyka procesów przemysłowych zajmuje się rozpoznawaniem zmian stanów procesów ciągłych występujących w przemyśle chemicznym, petrochemicznym, energetycznym, spoŜywczym itp.
Jako przyczyny zmian stanów rozpatrywane są uszkodzenia i inne zdarzenia destrukcyjne.
Zadaniem diagnostyki procesów przemysłowych jest wcz esne wykrywanie i dokładne rozpoznawanie (rozró Ŝnianie) powstaj ących uszkodze ń.
Zdarzenia destrukcyjne takie jak zuŜycie traktowane są jako pewien rodzaj uszkodzenia, które powinno być wykryte i rozpoznane po przekroczeniu pewnej wartości.
Diagnostyka procesów przemysłowych
W diagnostyce procesów przemysłowych stosowane są metody modelowania, identyfikacji wypracowane na gruncie automatyki,
uwzględniające techniki sztucznej inteligencji.
POLITECHNIKA WARSZAWSKAInstytut Automatyki i Robotyki
28
Uszkodzeniem (defektem) jest kaŜde zdarzenie destrukcyjne powodujące pogorszenie jakości działania obiektu (elementu obiektu), które powinno być wykrywane w procesie diagnozowania. Przykładami uszkodzeń są:� uszkodzenia urządzeń technologicznych� uszkodzenia urządzeń pomiarowych i wykonawczych� zaniki zasilania� wystąpienie braku surowców na wejściu aparatu technologicznego� przestawienie przez operatora zaworu ręcznego na niewłaściwą
pozycję� wystąpienie pasoŜytniczych reakcji w reaktorze chemicznym
Uszkodzenia
Takie rozumienie pojęcia uszkodzenia odpowiada angielskiemu terminowi "fault"
Uszkodzenia szczególnie gro źne w skutkach nazywane s ą awariami .
POLITECHNIKA WARSZAWSKAInstytut Automatyki i Robotyki
29
Przykład uszkodzenia stopniowo narastaj ącego
Przebiegi zmian wartości współczynników zakoksowania kolumny rektyfikacyjnej
POLITECHNIKA WARSZAWSKAInstytut Automatyki i Robotyki
30
Metoda oceny uszkodzenia stopniowego
Ilustracja metody oceny uszkodzenia stopniowo narastającego
-2
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
0 25 50 75 100 125 150 175 200 225 250 275 300czas [min]
rj [%]
Obszar dopuszczalnych zmian
Przekroczenie rozmiaru uszkodzeniauznawanego za akceptowalny
POLITECHNIKA WARSZAWSKAInstytut Automatyki i Robotyki
31Monitorowanie i prognozowanie
Monitorowanie stopnia degradacji aparatów technologicznych
Prognozowanie czasu do zatrzymania instalacji
POLITECHNIKA WARSZAWSKAInstytut Automatyki i Robotyki
32
Przyczyny i skutki uszkodze ń (przykład)
Klasyfikacja przyczyn uszkodzeń konstrukcji betonowychKlasyfikacja przyczyn uszkodzeń konstrukcji betonowych
uszkodzenia nagłe uszkodzenia narastające
POLITECHNIKA WARSZAWSKAInstytut Automatyki i Robotyki
33
Przykłady uszkodze ń nagłych
Pęknięty pierścień krzywkowy pomp łopatkowych jest uszkodzeniem typu zmęczeniowego, powstałym w wyniku długotrwałego aczkolwiek nieznacznego przekraczania dopuszczalnego ciśnienia.
Pęknięty pierścień krzywkowy pomp łopatkowych jest uszkodzeniem typu zmęczeniowego, powstałym w wyniku długotrwałego aczkolwiek nieznacznego przekraczania dopuszczalnego ciśnienia.
Odłupania i spękana otulina na dźwigarze mostuOdłupania i spękana otulina na dźwigarze mostu
POLITECHNIKA WARSZAWSKAInstytut Automatyki i Robotyki
34
Przykłady uszkodze ń nagłych
Uszkodzenie pasa dolnego blachownicy dźwigara mostu. Zerwanie oraz deformacja nakładek pasowych, deformacjaśebra, środnika oraz ścięcie nitów łączących nakładki pasa
Uszkodzenie pasa dolnego blachownicy dźwigara mostu. Zerwanie oraz deformacja nakładek pasowych, deformacjaśebra, środnika oraz ścięcie nitów łączących nakładki pasa
POLITECHNIKA WARSZAWSKAInstytut Automatyki i Robotyki
35
Przykład uszkodzenia
Układ regulacji poziomu soku rzadkiego w stacji wyparnej
POLITECHNIKA WARSZAWSKAInstytut Automatyki i Robotyki
36
Symptomy i maskowanie uszkodze ń
Uszkodzenie elementu wykonawczego
Pozostaje tylko 30s na usunięcia awarii !
Juice level in evaporator (snap-shot from faulty state)
Time [s]
PV
in [%
]
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
0 1000 2000 3000 4000
Dangerous situation
Manual control test
Juice level in evaporator (snap-shot from faulty state)
Time [s]
PV
in [%
]
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
0 1000 2000 3000 4000
Dangerous situation
Manual control test
Poziom soku w wyparce PV (stan uszkodzenia elementu wykonawczego)
Czas [s]
Niebezpieczeństwo zanieczyszczenia instalacji wyparnej
Niebezpieczeństwo przegrzania wyparki
POLITECHNIKA WARSZAWSKAInstytut Automatyki i Robotyki
37
Zagro Ŝenie techniczne
PV
CV
Juice level in evaporator PV and CV values
Time [s]
30
34
38
42
46
50
54
58
62
0 500 1000 1500 2000 2500
CV
PV
Czas [s]
Poziom soku w wyparce PV i wartość sygnału sterowania elementu wykonawczego CV Wpływ niektórych uszkodzeń moŜe być kompensowanyprzez układ regulacji automatycznej
POLITECHNIKA WARSZAWSKAInstytut Automatyki i Robotyki
38
Stan obiektu
Przyjmuje si ę, Ŝe stan obiektu zło Ŝonego okre ślony jest przez zbiór stanów elementów tego obiektu.
Przyczyną zmian stanu są pojawiające się uszkodzenia oraz powroty do stanu normalnego (zdatności).
)]([)( tztz f=
Stan obiektu jest funkcją uszkodzeń
POLITECHNIKA WARSZAWSKAInstytut Automatyki i Robotyki
39Formy badania stanu obiektu
� diagnozowanie - którego celem jest określenie aktualnego stanu obiektu
� genezowanie - którego celem jest określenie wcześniejszych (przeszłych) stanów obiektu
� prognozowanie (przewidywanie) - którego celem jest określenie przyszłych stanów
Wyniki rozpoznawania stanu obiektu nazywamy odpowiednio diagnoz ą, genezą i prognoz ą.
Rozpoznawanie stanu obiektu na podstawie aktualnie dostępnych informacji o tym obiekcie, moŜna rozpatrywać jako:
POLITECHNIKA WARSZAWSKAInstytut Automatyki i Robotyki
40
Wybrane poj ęcia
Sygnałem diagnostycznym nazywany jest przebieg dowolnej wielkości, będącej nośnikiem informacji o stanie obiektu diagnozowania.
Diagnozowanie (rozpoznawanie stanów) traktowane będzie jako proces wykrywania i rozróŜniania uszkodzeń obiektu w wyniku zbierania, przetwarzania, analizy i oceny sygnałów diagnostycznych.
Test diagnostyczny - ciąg operacji wykonywanych (przez oprogramowanie komputera) na wartościach zmiennych procesowych, w celu sprawdzenia poprawności działania określonego fragmentu obiektu diagnozowania. Negatywny wynik testu jest symptomem stanu nieprawidłowego np. wystąpienia uszkodzenia. Symptomem jest zatem wystąpienie takiej wartości sygnału diagnostycznego, która odpowiada nieprawidłowemu stanowi kontrolowanego fragmentu obiektu diagnozowania.
POLITECHNIKA WARSZAWSKAInstytut Automatyki i Robotyki
41
� detekcja uszkodzenia (ang. fault detection) to wykrycie lub ewentualnie zaobserwowanie wystąpienia uszkodzenia w obiekcie i określenie chwili detekcji; {akcja i czas}.
� lokalizacja (wyodrębnienie) uszkodzenia (ang. fault isolation) tookreślenie rodzaju, miejsca i czasu wystąpienia uszkodzenia; następuje po detekcji uszkodzenia; {miejsce i czas}.
� identyfikacja uszkodzenia (ang. fault identification) to określenie rozmiaru i charakteru zmienności uszkodzenia w czasie; następuje po lokalizacji uszkodzenia; {wielkość i czas}.
Fazy badania stanu
POLITECHNIKA WARSZAWSKAInstytut Automatyki i Robotyki
42
Diagnostyka a niezawodno ść
Twi – czas detekcji i-tego uszkodzeniaTLi – czas lokalizacji i-tego uszkodzeniaTDi – czas diagnozowania i-tego uszkodzeniaTNi – czas naprawy lub/i wymiany uszkodzonego i-tego uszkodzeniaTZi – czas dokonania zabezpieczenia wewnętrznego (rekonfiguracji)TλZi – czas tolerowania uszkodzeniaTλi – czas poprawnej pracy pomiędzy uszkodzeniamiTµi – czas trwania i-tego uszkodzenia
Twi – czas detekcji i-tego uszkodzeniaTLi – czas lokalizacji i-tego uszkodzeniaTDi – czas diagnozowania i-tego uszkodzeniaTNi – czas naprawy lub/i wymiany uszkodzonego i-tego uszkodzeniaTZi – czas dokonania zabezpieczenia wewnętrznego (rekonfiguracji)TλZi – czas tolerowania uszkodzeniaTλi – czas poprawnej pracy pomiędzy uszkodzeniamiTµi – czas trwania i-tego uszkodzenia
Stan zdatności Stan uszkodzenia Stan zdatności
Uszkodzenie
Nieznane Znane
TDi TNi
TµiTλi
t
Tλi+1
TWi TLi TZi TλZi
POLITECHNIKA WARSZAWSKAInstytut Automatyki i Robotyki
43
Diagnostyka a niezawodno ść
Średni czas pracy pomiędzy uszkodzeniami (MTBF = Tλ)Średni czas pracy pomiędzy uszkodzeniami (MTBF = Tλ)
Średni czas naprawy (MTTR = Tµ)Średni czas naprawy (MTTR = Tµ)
Wskaźnik pewności pracy systemu Ps
Uwypukla rolę diagnostyki, której głównym zadaniem jest skrócenie czasu diagnozowania TD. Wskaźnik jest tym bliŜszy 1 im krótszy jest czas diagnozowania.
Wskaźnik pewności pracy systemu Ps
Uwypukla rolę diagnostyki, której głównym zadaniem jest skrócenie czasu diagnozowania TD. Wskaźnik jest tym bliŜszy 1 im krótszy jest czas diagnozowania.
ND
Ns TTT
TTP
+++=
λ
λ
Twi – czas detekcji i-tego uszkodzeniaTLi – czas lokalizacji i-tego uszkodzeniaTDi – czas diagnozowania i-tego uszkodzeniaTNi – czas naprawy lub/i wymiany uszlodzonego i-tego uszkodzeniaTZi – czas dokonania zabezpieczenia wewnętrznego (rekonfiguracji)TλZi – czas tolerowania uszkodzeniaTλi – czas poprawnej pracy pomiędzy uszkodzeniamiTµi – czas trwania i-tego uszkodzenia
Twi – czas detekcji i-tego uszkodzeniaTLi – czas lokalizacji i-tego uszkodzeniaTDi – czas diagnozowania i-tego uszkodzeniaTNi – czas naprawy lub/i wymiany uszlodzonego i-tego uszkodzeniaTZi – czas dokonania zabezpieczenia wewnętrznego (rekonfiguracji)TλZi – czas tolerowania uszkodzeniaTλi – czas poprawnej pracy pomiędzy uszkodzeniamiTµi – czas trwania i-tego uszkodzenia
POLITECHNIKA WARSZAWSKAInstytut Automatyki i Robotyki
Intensywność uszkodzeńIntensywność uszkodzeń
44
Diagnostyka a niezawodno ść
λ
λT
1=
DyspozycyjnośćDyspozycyjnośćµλ
λ
TT
TA
+=
Stan zdatności Stan uszkodzenia Stan zdatności
Uszkodzenie
Nieznane Znane
TDi TNi
TµiTλi
t
Tλi+1
TWi TLi TZi TλZi
Stan zdatności Stan uszkodzenia Stan zdatności
Uszkodzenie
Nieznane Znane
TDi TNi
TµiTλi
t
Tλi+1
TWi TLi TZi TλZi
POLITECHNIKA WARSZAWSKAInstytut Automatyki i Robotyki
45Wczesne rozpoznawanie uszkodze ń
Pv
Granica alarmowa
Granica bezpieczeństwa
AlarmAlarm
Zadziałanie blokadyZadziałanie blokady
DiagnozaDiagnoza
tUszkodzenieUszkodzenie
POLITECHNIKA WARSZAWSKAInstytut Automatyki i Robotyki
46Obiekty diagnozowania
u
Uszkodzeniakomponentów
Uszkodzeniaurządzeń wykonawczych
Obiekt diagnozowania
y
Uszkodzeniatorów pomiarowych
Zakłócenia, szumy pomiarowe
Urządzenia wykonawcze
Komponentyinstalacji
technologicznej
Urządzenia pomiarowe
fk Uszkodzenia
f1 uszkodzenie toru pomiarowego przepływu F
f2 uszkodzenie toru pomiarowego poziomu L1
f3 uszkodzenie toru pomiarowego poziomu L2
f4 uszkodzenie toru pomiarowego poziomu L3
f5 uszkodzenie w torze sygnału sterującego U
f6 uszkodzenie zaworu regulacyjnego
f7 uszkodzenie pompy
f8 brak medium
f9 zatkanie kanału pomiędzy zbiornikami 1 i 2
f10 zatkanie kanału pomiędzy zbiornikami 2 i 3
f11 zatkanie odpływu
f12 przeciek ze zbiornika 1
f13 przeciek ze zbiornika 2
f14 przeciek ze zbiornika 3
UF
Przykład
Obiekty w przemyśle:� chemicznym,� energetycznym,� spoŜywczym, � innych
POLITECHNIKA WARSZAWSKAInstytut Automatyki i Robotyki
47
RozróŜniać będziemy: monitorowanie przebiegu procesu oraz monitorowanie stanu procesu (stanu obiektu).
Zadania monitorowania przebiegu procesów są realizowane przez systemy SCADA (ang. Supervisory Control and Data Acquisition) lub systemy DCS (ang. Distributed Control Systems), realizujące m.in. zadania przetwarzania i archiwizacji zmiennych procesowych, sygnalizacji alarmów oraz wizualizacji przebiegu procesów.
Monitorowanie stanu obiektu (procesu) rozumiane jest jako zadanie diagnozowania obiektu (procesu) realizowane w czasie rzeczywistym wraz z sygnalizacją i ewentualnie wizualizacją graficzną stanu lub zmian stanu (rozpoznanych uszkodzeń). Systemy monitorowania stanu obiektu są zatem diagnostycznymi systemami czasu rzeczywistego.
Monitorowanie stanu obiektu
POLITECHNIKA WARSZAWSKAInstytut Automatyki i Robotyki
48
Funkcje
Obiekt diagnozowania
Sygnały pomiarowe
Sensory
Detekcja uszkodzeń
Lokalizacja uszkodzeń
Identyfikacja uszkodzeń
Doradztwo, rekonfiguracja
Przetwarzanie sygnałów
Sygnały diagnostyczne
Symptomy
Diagnozy - uszkodzenia
Diagnozy – rozmiary uszkodzeń
POLITECHNIKA WARSZAWSKAInstytut Automatyki i Robotyki
Diagnostyka off-line i on-line
Off-lineOff-line On-lineOn-line
• Na bieŜąco • Automatycznie
• Na podstawie sygnałów roboczych
• Okresowo• Z udziałem obsługi
• Dopuszczalne wymuszenia testowe
POLITECHNIKA WARSZAWSKAInstytut Automatyki i Robotyki
50BieŜąca diagnostyka procesu
Sygnały pomiarowei sterujące
Symptomy Diagnozy
Detekcja uszkodzeń
Lokalizacja uszkodzeń
Proces
POLITECHNIKA WARSZAWSKAInstytut Automatyki i Robotyki
51
Diagnostyka serwisowa a monitorowanie stanu
• Profibus DP• FF H1• Hart
AMmandDAMmandD
• Na bieŜąco
• Automatycznie• On-line
• Na podstawie sygnałów roboczych
• Okresowo
• Z udziałem obsługi• Off-line
• Dopuszczalne wymuszenia testowe
Diagnostyka serwisowaDiagnostyka serwisowa Monitorowanie stanuMonitorowanie stanu
POLITECHNIKA WARSZAWSKAInstytut Automatyki i Robotyki
52
Diagnostyka inteligentnych urządzeń obiektowych
Diagnostyka inteligentnych urządzeń obiektowych
Diagnostyka w układach automatyki
Diagnostyka systemu sterującego
Diagnostyka systemu sterującego
Diagnostyka procesuDiagnostyka procesu
POLITECHNIKA WARSZAWSKAInstytut Automatyki i Robotyki
53
Diagnostyka zdalna i wbudowana
Sensory
Urządzenie mechatroniczne
Sensory
Łącze
komunikacyjne
Wbudowany systemdiagnostyczny
Łącze
komunikacyjne
Systemdiagnostyczny
Nadrzędny systemdiagnostyczny
Urządzenie mechatroniczne
POLITECHNIKA WARSZAWSKAInstytut Automatyki i Robotyki
54Diagnostyka wbudowana
System diagnostyki
� Detekcja uszkodzeń� Lokalizacja uszkodzeń� Sygnalizacja diagnoz
S
ZT
FT
E/P ZC
Positioner
CVIPs
V
V3
V1 V2
F
CV
X’
PSP
Pz
Pneumatic servomotor
Valve
PTPT
P1 P2
Fv3
FvT1
TT
P
X
• Redukcja strat w stanach z uszkodzeniami
• Uniknięcie stanów awaryjnych
• Obsługa serwisowa na podstawie stanu urządzenia
• Znaczna redukcja kosztów serwisu
• MoŜliwość diagnozowania urządzeń zabudowanych w miejscach trudno dostępnych
• Redukcja strat w stanach z uszkodzeniami
• Uniknięcie stanów awaryjnych
• Obsługa serwisowa na podstawie stanu urządzenia
• Znaczna redukcja kosztów serwisu
• MoŜliwość diagnozowania urządzeń zabudowanych w miejscach trudno dostępnych
POLITECHNIKA WARSZAWSKAInstytut Automatyki i Robotyki
55Dodatkowe sensory
Wykrywanie przecieków – wbudowany sensor akustyczny
POLITECHNIKA WARSZAWSKAInstytut Automatyki i Robotyki
56Dodatkowe sensory
Wbudowany binarny sensor ciśnienia – detekcja wycieku medium przez dławicę
POLITECHNIKA WARSZAWSKAInstytut Automatyki i Robotyki
57Dodatkowe sensory
Zwiększenie wykrywalności i rozróŜnialności uszkodzeń
px
Sensor ciśnienia
Sensor przesunięcia
POLITECHNIKA WARSZAWSKAInstytut Automatyki i Robotyki
58
Systemy zintegrowane – DCS, hybrydowe
Diagnostyka systemu steruj ącego
Systemy SCADA + PLC
• Diagnostyka jest integralnączęścią systemu
• Dostarczana przez producenta
• Diagnostyka PLC – producenci• Wizualizacja stanu sterowników
i sieci realizowana przez projektantów systemu
POLITECHNIKA WARSZAWSKAInstytut Automatyki i Robotyki
59Diagnostyka systemu steruj ącego� Diagnostyka sieci
� Diagnostyka modułów systemu
ES 680
PC
Okno diagnostyczne
Okno diagnostyczne
Okno diagnostyczne
Stacja diagnostyczna
Obraz stacji procesowej AS1
Obraz szafy
Obraz kasety z modułami
FUM
FUM
FUM
FUM
Alarmy
Stosowane są metody diagnostykisystemów komputerowych
POLITECHNIKA WARSZAWSKAInstytut Automatyki i Robotyki
60Zarządzanie aparatur ą i diagnostyka zdalna• Kalibracja, konfiguracja
• Diagnostyka off-lline
• Diagnostyka on-line
• Profilaktyczna obsługa na podstawie diagnostyki
• Automatyczna dokumentacja
• Kalibracja, konfiguracja
• Diagnostyka off-lline
• Diagnostyka on-line
• Profilaktyczna obsługa na podstawie diagnostyki
• Automatyczna dokumentacja
AMSAMSAMS
TROVIS-EXPERTTROVISTROVIS--EXPERTEXPERT
Asset ManagerPKS
AssetAsset ManagerManagerPKSPKS
FieldCareFieldCareFieldCare
POLITECHNIKA WARSZAWSKAInstytut Automatyki i Robotyki
61
Wbudowana diagnostyka , realizująca funkcje monitorowania stanu technicznego , jest niezbędnym elementem nowoczesnych urządzeń mechatronicznych
Wbudowana diagnostyka , realizująca funkcje monitorowania stanu technicznego , jest niezbędnym elementem nowoczesnych urządzeń mechatronicznych
• Redukcja strat w stanach z uszkodzeniami
• Uniknięcie stanów awaryjnych (np. w lotnictwie)
• Zwiększenie dyspozycyjności urządzeń
• Zwiększenie bezpieczeństwa systemów
• MoŜliwość uzyskania zdolności tolerowania uszkodzeń
• Obsługa serwisowa na podstawie stanu urządzenia (zamiast okresowej)
• Znaczna redukcja kosztów serwisu
• MoŜliwość diagnozowania urządzeń zabudowanych w miejscach trudno dostępnych
• Redukcja strat w stanach z uszkodzeniami
• Uniknięcie stanów awaryjnych (np. w lotnictwie)
• Zwiększenie dyspozycyjności urządzeń
• Zwiększenie bezpieczeństwa systemów
• MoŜliwość uzyskania zdolności tolerowania uszkodzeń
• Obsługa serwisowa na podstawie stanu urządzenia (zamiast okresowej)
• Znaczna redukcja kosztów serwisu
• MoŜliwość diagnozowania urządzeń zabudowanych w miejscach trudno dostępnych
Diagnostyka urz ądzeń mechatronicznych
POLITECHNIKA WARSZAWSKAInstytut Automatyki i Robotyki
62Techniki stosowane w zabezpieczeniachurządzeń elektrycznych
1. Monitorowanie stanu w trybie on-line1. Monitorowanie stanu w trybie on-line
2. Monitorowanie komplementarnych par styków przekaźników (NO,NC).
2. Monitorowanie komplementarnych par styków przekaźników (NO,NC).
3. Zastosowanie komparatorów sprzętowych.3. Zastosowanie komparatorów sprzętowych.
4. Zastosowanie metod głosowania większościowego np. (2 z 3, 3 z 3, n z m).
4. Zastosowanie metod głosowania większościowego np. (2 z 3, 3 z 3, n z m).
5. Realizacja funkcji bezpieczeństwa przy braku zasilania np.: zamknięcie zaworu w stanie bez zasilania pneumatycznego.
5. Realizacja funkcji bezpieczeństwa przy braku zasilania np.: zamknięcie zaworu w stanie bez zasilania pneumatycznego.
POLITECHNIKA WARSZAWSKAInstytut Automatyki i Robotyki
63Techniki stosowane w zabezpieczeniachprzetworników pomiarowych
1. Zastosowanie przetwornika referencyjnego np. NOx.1. Zastosowanie przetwornika referencyjnego np. NOx.
2. Zastosowanie mechanicznego napędu (krzywki) rozwierającego styki typu NC w sytuacji zagroŜenia.
2. Zastosowanie mechanicznego napędu (krzywki) rozwierającego styki typu NC w sytuacji zagroŜenia.
3. Redundancja sprzętowa.3. Redundancja sprzętowa.
POLITECHNIKA WARSZAWSKAInstytut Automatyki i Robotyki
64Techniki stosowane w zabezpieczeniachurządzeń elektronicznych
1. Zastosowanie redundancji sprzętowej.1. Zastosowanie redundancji sprzętowej.
2. Wykrywanie uszkodzeń statycznych przez analizę sygnałów dynamicznych (elektromechanika).
2. Wykrywanie uszkodzeń statycznych przez analizę sygnałów dynamicznych (elektromechanika).
3. Testy napięć i prądów na zaciskach urządzeń.3. Testy napięć i prądów na zaciskach urządzeń.
4. Monitorowana redundancja – przejście do stanu bezpiecznego po wykryciu rozbieŜności stanów redundowanych obwodów.
4. Monitorowana redundancja – przejście do stanu bezpiecznego po wykryciu rozbieŜności stanów redundowanych obwodów.
5. Realizacja funkcji autotestów urządzeń elektronicznych.5. Realizacja funkcji autotestów urządzeń elektronicznych.
6. Monitorowanie sygnałów analogowych- preferencje w stosunku do sygnałów cyfrowych.
6. Monitorowanie sygnałów analogowych- preferencje w stosunku do sygnałów cyfrowych.
7. Zapewnienie nieprzekraczania dopuszczalnych parametrów pracy urządzeń.
7. Zapewnienie nieprzekraczania dopuszczalnych parametrów pracy urządzeń.
POLITECHNIKA WARSZAWSKAInstytut Automatyki i Robotyki
65Techniki stosowane w zabezpieczeniachelementów wykonawczych
1. Monitorowanie stanu1. Monitorowanie stanu
2. Realizacja niezaleŜnych kanałów monitorowania kaŜdego z redundowanych elementów wykonawczych � diagnostyka wbudowana
2. Realizacja niezaleŜnych kanałów monitorowania kaŜdego z redundowanych elementów wykonawczych � diagnostyka wbudowana
3. Monitorowana redundancja – przejście do stanu bezpiecznego po wykryciu rozbieŜności stanów redundowanych obwodów.
3. Monitorowana redundancja – przejście do stanu bezpiecznego po wykryciu rozbieŜności stanów redundowanych obwodów.
4. Ochrona przed wpływami środowiska.4. Ochrona przed wpływami środowiska.
POLITECHNIKA WARSZAWSKAInstytut Automatyki i Robotyki
66Przyczyny i skutki stanów awaryjnych
złoŜonośćsystemu
koncentracjasprzętu
błędyobsługi
uszkodzenia
• straty ekonomiczne
• skaŜenie środowiska
• zagroŜenie Ŝycia ludzkiego
nagromadzeniealarmów
przeciąŜenie informacyjneoperatorów
błędy obsługi
stanynienormalne
i awaryjne
POLITECHNIKA WARSZAWSKAInstytut Automatyki i Robotyki
67
Przyczyny awarii samolotów
Human factor 22%, sabotage 17%, weather 14%, engine problems 11%,collisions 8%, other 18%Human factor 22%, sabotage 17%, weather 14%, engine problems 11%,collisions 8%, other 18%
POLITECHNIKA WARSZAWSKAInstytut Automatyki i Robotyki
68
Strategie utrzymania ruchu
Czy prędkość degradacji stanu technicznego jest
stała?
Stałe interwały międzyremontowe
Czy istnieją wiarygodne symptomy zbliŜania się do
stanu krytycznego?
Czy remont wyprzedzający osiągnięcie stanu krytycznego jest
uzasadniony ekonomicznie?
Czy istnieją efektywne narzędzia diagnostyczne i procedury monitorowania
stanu technicznego?
Remonty planowanew oparciu
o stan techniczny
Praca do awarii
NN N N
N
TT
T
T
T
POLITECHNIKA WARSZAWSKAInstytut Automatyki i Robotyki
69
Termowizja
Pomiary termowizyjne są metodą badawczą umoŜliwiającą śledzenie róŜnych procesów, których przebieg wiąŜe się ze zmianami emisyjności czy temperatury w czasie albo ze zróŜnicowaniem obrazów termicznych poszczególnych obiektów.
Pomiary termowizyjne są metodą badawczą umoŜliwiającą śledzenie róŜnych procesów, których przebieg wiąŜe się ze zmianami emisyjności czy temperatury w czasie albo ze zróŜnicowaniem obrazów termicznych poszczególnych obiektów.
W zakresie pomiarów termowizyjnych wymagana jest umiejętność odczytu i interpretacji termogramu.W zakresie pomiarów termowizyjnych wymagana jest umiejętność odczytu i interpretacji termogramu.
Pomiary termowizyjne stanowią metodę uzupełniającą w stosunku do innych metod diagnostycznych.
Pomiary termowizyjne stanowią metodę uzupełniającą w stosunku do innych metod diagnostycznych.
POLITECHNIKA WARSZAWSKAInstytut Automatyki i Robotyki
70
Termowizja
Temperatura jest wielkością fizyczną wpływającą na wszelkie naturalne zjawiska fizyczne oraz na wszystkie procesy fizjologiczne, technologiczne i cieplne.
Temperatura jest wielkością fizyczną wpływającą na wszelkie naturalne zjawiska fizyczne oraz na wszystkie procesy fizjologiczne, technologiczne i cieplne.
W wielu przypadkach znajomość temperatury warunkuje trwałość i bezpieczeństwo obsługi urządzeń i aparatury. W wielu przypadkach znajomość temperatury warunkuje trwałość i bezpieczeństwo obsługi urządzeń i aparatury.
Istnieje wiele metod i przyrządów do pomiaru temperatury róŜniących się zasadą działania, zakresem pomiarowym i typowymi zastosowaniami. Wśród nich są stosowane są do przyrządy do bezstykowego pomiaru temperatury.
Przyrządami tymi są pirometry i kamery termowizyjne. W pirometrach i kamerach termowizyjnych temperaturę wyznacza się w oparciu o promieniowanie temperaturowe wysyłane przez ciało lub ośrodek badany, zarówno w zakresie bliskiej jak i dalekiej podczerwieni..
Istnieje wiele metod i przyrządów do pomiaru temperatury róŜniących się zasadą działania, zakresem pomiarowym i typowymi zastosowaniami. Wśród nich są stosowane są do przyrządy do bezstykowego pomiaru temperatury.
Przyrządami tymi są pirometry i kamery termowizyjne. W pirometrach i kamerach termowizyjnych temperaturę wyznacza się w oparciu o promieniowanie temperaturowe wysyłane przez ciało lub ośrodek badany, zarówno w zakresie bliskiej jak i dalekiej podczerwieni..
POLITECHNIKA WARSZAWSKAInstytut Automatyki i Robotyki
71
Termowizja (przykłady )
Uszkodzenie izolacji kotła energetycznegoUszkodzenie izolacji kotła energetycznego Obraz termowizyjny transformatoraObraz termowizyjny transformatora
Uszkodzenie bezpieczników (korozja)Uszkodzenie bezpieczników (korozja) Uszkodzenie łoŜyska taśmociąguUszkodzenie łoŜyska taśmociągu
POLITECHNIKA WARSZAWSKAInstytut Automatyki i Robotyki
72
Termowizja (przykłady)
Obraz termowizyjny pompy wodnejObraz termowizyjny pompy wodnej
POLITECHNIKA WARSZAWSKAInstytut Automatyki i Robotyki
73
Termowizja (przykłady)
Zawór sterujący w wymienniku ciepłaZawór sterujący w wymienniku ciepła
POLITECHNIKA WARSZAWSKAInstytut Automatyki i Robotyki
74
Termowizja (przykłady)
Zła izolacja termiczna budynkuZła izolacja termiczna budynku
Obraz termowizyjny budynku po wykonaniu ociepleniaObraz termowizyjny budynku po wykonaniu ocieplenia