Диагностирование механизмов ткацкого станка СТБ с использованием методов экспертных систем Стрешнев Александр Евгеньевич

Введение к работе

Актуальность темы. Одним из направлений улучшения эксплуатации оборудования, повышения его надежности и эффективности использования является разработка методов и средств технической диагностики, позволяющей при эксплуатации машин на работающем оборудовании определить износ и настройку, а также качество ремонта механизмов, сопоставляя их параметры с нормативными данными.

Для эффективного использования оборудования его эксплуатация должна сопровождаться своевременным диагностированием и обоснованным определением сроков ремонтных работ. Поэтому актуальной задачей является разработка новых методов анализа информации для получения диагностических показателей и применение теории нечеткой логики для определения остаточного рабочего ресурса механизмов, а также разработка базы данных для хранения информации.

Работа также выполнялась в рамках Гранта Т02-08.0-3357 «Разработка методики проектирования сетей датчиков, структур технических средств и их алгоритмического обеспечения для оценки работоспособности технологической машины на основе методов экспертных систем» 2002-2004 г.

Цель и задачи работы. Целью работы является совершенствование методики и средств автоматизированного диагностирования и оценки рабочего ресурса механизмов ткацкого станка. При этом решаются следующие задачи:

1. Анализ и систематизация научно-технической информации по: конструктивным особенностям и дефектам основных тканеобразующих механизмов, существующим методам и средствам технического диагностирования механизмов ткацких станков.

2. Разработка методики цифровой фильтрации виборускорения рабочих органов механизмов ткацких станков, для выделения диагностической информации, характеризующей износ кинематических пар механизма, место дефекта в цикле работы механизма.

3. Разработка методики анализа получаемой диагностической информации с использованием методов нечеткой логики для решения задачи количественной оценки технического состояния ткацких станков и определения рекомендуемых сроков ремонта.

4. Разработка алгоритмического и программного обеспечения для ЭВМ, реализующего методики получения и анализа диагностической информации.

5. Апробация разработанного программного обеспечения на сигналах виброускорения, полученных с рабочих органов батанного, зевообразовательного и боевого механизмов ткацких станков СТБ.

6. Разработка и обоснование выбора схемного решения прибора, который реализует съем сигналов виброускорения с рабочих органов механизмов и передачу получаемых сигналов в ЭВМ для последующего анализа.

7. Разработка базы данных, в целях усовершенствования организации ремонта ткацких станков.

Методы исследований. В работе использовались методы математического моделирования, вычислительной математики (анализ Фурье, вейвлет-анализ), методы статистического анализа данных, методы теории нечеткой логики, искусственных нейронных сетей, проектирования баз данных при использовании современных ЭВМ.

Научная новизна. В процессе работы над диссертацией:

1. Разработана методика частотно-временного анализа сигналов виброускорений рабочих органов механизмов на основе цифровой фильтрации сигналов с использованием дискретного преобразования Фурье и вейвлет-анализа.

2. Разработан алгоритм программы «Вибродиагностика цикловых механизмов», которая выделяет низкочастотные и информативные высокочастотные компоненты виброускорения рабочего звена циклового механизма, анализирует их амплитудно-частотный спектр, определяет диагностические показатели, как на всем цикле работы механизма, так и на отдельных участках.

3. Разработана нечеткая модель прогноза работоспособности батанного механизма. Разработан алгоритм программы «Пакет классов Java для создания нечеткой системы типа Сугено оценки работоспособности механизмов ткацкого станка», для определения рекомендуемых сроков ремонта механизмов ткацкого станка.

4. Определена структура и состав системы сбора диагностической информации, в основе которой лежит специализированный контроллер ввода данных.

5. Спроектирована логическая модель данных, на основе которой построена физическая база данных для учета технического состояния ткацких станков, сроков и результатов ремонта.

Практическая значимость и реализация результатов работы.

5. 1. Разработана автоматизированная методика определения сроков ремонта механизмов ткацкого станка при использовании мобильного диагностического прибора с обработкой результатов измерений на рабочем месте, базирующаяся на разработанном программном обеспечении.

   2. Разработано программное обеспечение «Вибродиагностика цикловых механизмов» (св. № 20066131191 зарег. 8.09.06 ), которое позволяет производить: спектральный анализ информационного сигнала, вычисление периодических составляющих, формирование выходной диагностической информации в графическом и табличном виде. Программное обеспечение использовалось для нахождения диагностических показателей механизмов ткацких станков.

   3. Разработано программное обеспечение «Пакет классов Java для создания нечеткой системы типа Сугено оценки работоспособности механизмов ткацкого станка»(св. № 2005610599, зарег. 11.01.05). Пакет классов Java также может быть использован при написании программ для нечетких систем прогнозирования ситуации. С помощью данного программного обеспечения был определен остаточный рабочий ресурс механизмов ряда ткацких станков.

   4. Результаты работы используются в учебном процессе в курсах «Проектирование систем управления», «Математические методы анализа процессов и производств», при дипломном проектировании студентов направления 210200 – «Автоматизация технологических процессов и производств», «Монтаж эксплуатация и ремонт текстильного оборудования» специальности 170700 «Машины и аппараты текстильной и легкой промышленности».

   Апробация работы. Основные положения работы были доложены на следующих конференциях: Международной научно-технической конференции «Современные наукоемкие технологии и перспективные материалы текстильной и легкой промышленности», (Прогресс – 2004). Иваново – 2004; Международной научно-технической конференции. «Актуальные проблемы переработки льна в современных условиях». (Лен-2004) Кострома, 2004; Международной научно-технической конференции. «Современные наукоемкие инновационные технологии развития промышленности региона». (Лен-2006) Кострома, 2006; Всероссийской научно-технической конференции «Современные технологии и оборудование текстильной промышленности (Текстиль – 2005)» Москва, 2005; Всероссийской научно-технической конференции студентов и аспирантов «Дни науки-2004». С-Петербург 2004; Всероссийской научно-технической конференции студентов и аспирантов «Дни науки-2005». С-Петербург, 2005.

   Публикации. По теме диссертации опубликовано 4 статьи из них 1 в издании, рекомендованном «Перечень…»ВАК, 6 тезисов и получено 2 свидетельства о регистрации программы для ЭВМ.

   Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, общих выводов и рекомендаций. Содержит 140 с. 52 рисунков, 14 таблиц, 1 приложение и список литературы из 81 наименований.

   Похожие диссертации на Диагностирование механизмов ткацкого станка СТБ с использованием методов экспертных систем

   

   Разработка метода сервисного обслуживания технологических систем ЖКХ с использованием комплекса прогрессивных полимерных композитовГончаров Александр Борисович

   Метод технической диагностики механических систем печатных машин с использованием вейвлет-анализаСеменовых, Владимир Николаевич

   Развитие теоретических основ диагностирования механизмов разветвленной структуры ткацких и трикотажных машин с реализацией в автоматизированных системахСигачева, Валентина Васильевна

   

   Восстановление дефектных элементов и деталей трубопроводных систем методом железненияНовицкий Дмитрий Владимирович

   

   Разработка методов восстановления систем жизнеобеспечения коммунального хозяйства композиционными материалами Тулинов Андрей Борисович

   

   Исследование и разработка методов устранения дефектов в системах и оборудовании коммунального хозяйства композиционными материаламиКиселев Геннадий Иванович

   Исследование и разработка метода оптимального проектирования технологических систем контейнерного пневмотранспорта с минимальными уровнями шума и вибрацийЦаренко, Ольга Ивановна

   

   Разработка конструкции и метода расчета контактного устройства для массообменных аппаратов в системах "газ-жидкость" Тимофеев Андрей Александрович

   

   Методы исследования деформаций в печатном контакте и лентопроводящей системе рулонных офсетных машинСолонец Валерий Игоревич

   

   Совершенствование методов проектирования и инструментальной наладки оснастки механизмов торможения станков СТБЛабок Дмитрий Владимирович