Témata
Reklama

Technická diagnostika

Technická diagnostika nahrazuje intuitivní empirický přístup k údržbě technického objektu přesným systematickým přístupem založeném na využití všech informací, které lze získat bez rozebrání objektu a detailního zkoumání jeho jednotlivých součástek. Zavedená technická diagnostika zvyšuje spolehlivost a bezpečnost provozu.

Základní problémy diagnostiky

Základním problémem diagnostiky je stanovení kritických míst u objektu se sledovaným provozem, ve kterých je možné vhodným snímačem s elektrickým výstupem měřit změnu fyzikální veličiny charakterizující poruchu, resp. její vznik a vývoj. Podle měřené změny jedné nebo více fyzikálních veličin lze stanovit spolehlivé kritérium charakterizující vznik a vývoj poruchy až do mezního stavu hrozícího havárií, a tedy i dobu, po kterou bude možno objekt ještě používat, a termín, kdy bude třeba provést jeho demontáž a opravu. Vznik, vývoj poruchy a vzniklá havárie jsou zpravidla v diagnostickém zařízení doprovázeny výstražným akustickým či světelným signálem, který bezprostředně obdrží obsluha sledovaného objektu, případně ještě obsluha navazujících zařízení.V různých oborech jsou nároky na technickou diagnostiku rozdílné.

Značné nároky jsou na ni kladeny např. v dopravních a bojových letounech, v kosmických dopravních prostředcích, u rychlovlaků atd., kde je mezi vznikem některých poruch a havárií jen krátký časový úsek využitelný pro účinnou záchrannou akci iniciovanou moderním diagnostickým systémem. Velmi nebezpečné mohou být také nezvládnuté poruchy rozsáhlých elektrárenských turbosoustrojí, u komplikovaných výrobních zařízení, u výkonných pohonů lodí apod., kde se následky mohou projevit především značnými ekonomickými ztrátami. Proto i zde jsou nároky na technickou diagnostiku velmi přísné. Evidentní je důležitost technické diagnostiky pohonných jednotek automobilů, obráběcích strojů, zařízení pro různé výrobní procesy atd. Nejjednodušší technická diagnostika je naopak známá např. z hotelových místnosti vybavených snímači teploty ohlašujícími případné nebezpečí požáru.

Reklama
Reklama
Reklama

Spolehlivost a testování diagnostiky

S rychlým vývojem elektroniky a informační techniky stoupá i účinnost technické diagnostiky běžně vybavované výpočetní technikou se softwarem zaměřeným na rychlost, spolehlivost a přehlednost funkce diagnostické činnosti. Kritickými prvky diagnostických systémů jsou snímače fyzikálních veličin z hlediska dlouhodobé přesnosti a spolehlivosti, i když se v posledních letech podařilo zdokonalit jejich funkci doplněním obvody mikroelektroniky umožňujícími nastavovat jejich metrologické charakteristiky.

Je důležité snímače ve vhodných časových intervalech kalibrovat. Nelze opomíjet, že jsou často umístěny v místě ovlivněném nepříznivým působením poruchy. Diagnostika není zaměřována jen na ustálené režimy provozu sledovaných objektů, ale též na přechodové režimy, např. při nastavování a vypínání sledovaného objektu. Naměřené hodnoty (často různých fyzikálních veličin) jsou v diagnostických systémech číslicově zpracovány a názorně graficky zobrazovány.

Počítačová technika umožňuje provádět on-line výpočty stupňů nebezpečnosti poruchy provázené výstražnými signály, případně vedoucí k automatickému zastavení provozu. K testování diagnostických funkcí jsou na vstupy sledovaného objektu přiváděny tzv. simulační signály. To umožňuje realizovat algoritmy pro detekci i lokalizaci poruch. Při funkční diagnostice jsou vyšetřovány měřicí signály senzorů při běžných či mezních provozních režimech. Funkční diagnostická technika je zpravidla vestavěna do sledovaného objektu (např. u automobilu). Diagnostická centra mimo sledované objekty (např. pro obráběcí stroje, soustrojí pro výrobu elektrické energie) jsou převážně dokonale automatizována a slouží k diagnostice většího počtu objektů či míst. Pro dopravní techniku a některá energetická soustrojí se k diagnostickým informacím využívá vedle měřeného kmitání a teploty i tribotechnické analýzy.

Druhy diagnostiky

Jednotlivé druhy diagnostiky se rozlišují podle sledování různých fyzikálních veličin, které umožňují stanovit správná kritéria o provozním stavu sledovaného objektu:

  • vibrodiagnostika - v kritických bodech sledovaného objektu se měří a vyhodnocuje mechanické kmitání;
  • diagnostika modální analýzou - měří se a vyhodnocují vlastní frekvence mechanické konstrukce sledovaného objektu a jejich tlumení;
  • hluková diagnostika - v kritických místech sledovaného objektu se měří intenzita hluku a jeho frekvenční spektrum;
  • elektrodiagnostika - u sledovaného objektu se měří velikosti a změny elektrických veličin, změny ve funkci elektrických přístrojů, změny izolačních odporů elektrických vedení atd.;
  • teplotní diagnostika - v kritických místech sledovaného objektu se měří teplota a její změny;
  • termografická diagnostika - ve vybraných částech sledovaného objektu se měří a analyzuje teplotní pole;
  • tribodiagnostika - v kritických místech sledovaného objektu se provádí analýza aplikovaných maziv;
  • diagnostika statickým zatížením - v kritických místech sledovaného objektu se měří a analyzují statické síly, mechanické napjatosti a tlaky.
  • Měření vibrací přenosným vyvažovacím přístrojem

    Vibrodiagnostika a provozní vyvažování strojů

    Kromě systémů pro nepřetržitou vibrodiagnostiku je aktuální problém nadměrných vibrací řešen v některých případech také jejich občasným měřením. Jde převážně o vibrace způsobené nevývahou rotujících částí. Klasické metody vyvažování představují pro provozovatele stroje nutnost na delší dobu stroj odstavit, demontovat jeho rotor, dopravit jej na vyvažovací stroj a po ukončeném vyvažování jej vrátit zpět a provést jeho montáž. Tento problém lze řešit provozním vyvážením rotoru pomocí přenosného měřicího přístroje, který umožňuje vyvážit smontovaný stroj v provozu.

    Od klasického vyvažování se tento způsob podstatně liší, protože předem neznáme vztah mezi velikostí vibrací a velikostí nevyvážené hmoty, která měřené vibrace způsobuje. Tento vztah je třeba nejprve zjistit. Prvním krokem při provozním vyvažování je zjištění výchozího vektoru vibrací vůči referenční značce libovolně umístěné na rotující části stroje. Následuje testovací běh, před kterým je nutno ve zvolené vyvažovací rovině přidat nebo ubrat vhodnou testovací hmotu, což má za následek změnu vektoru vibrací oproti výchozímu stavu. Z naměřených hodnot vibrací se vypočte velikost a úhlová poloha vyvažovací hmoty. Po provedení vlastního vyvažovacího zásahu se kontrolním během přesvědčíme, zda jsme dosáhli žádaného snížení vibrací. V negativním případě je nutno vypočíst další hodnotu vyvažovací hmoty a provést dodatečné vyvážení, v kladném případě je vyvažování ukončeno. U moderních přístrojů pro provozní vyvažování vybavených počítačem se postup vyvažování v jedné nebo ve dvou rovinách odvíjí v logickém sledu formou dialogu s numerickým nebo grafickým vyjádřením výsledků provozního vyvažování.

    Na významu nabývá dálková i vestavěná diagnostika. Není třeba zvlášť zdůrazňovat, že technická zařízení opatřená vhodnou diagnostikou jsou pro zákazníky zajímavější a zejména v případě sofistikovaných drahých zařízení jsou velmi ceněna. Diagnostika v technických oborech se stává samozřejmým doplňkem většiny technických zařízení, jejichž funkce je provázena procesem měřitelného opotřebení, přičemž je zde stále prostor pro její další zdokonalování.

    Jiří Černohorský

    pc-hardware@seznam.cz

    Reklama
    Vydání #7,8
    Kód článku: 60702
    Datum: 17. 07. 2006
    Rubrika: Trendy / Měření
    Autor:
    Firmy
    Související články
    Přesné měření libovolného materiálu nebo povrchu

    Společnost Keyence uvedla na trh řadu konfokálních snímačů polohy CL-3000 pro vysoce přesné měření na jakémkoliv materiálu nebo povrchu. Tyto vysoce kompaktní koaxiální laserové snímače polohy pomáhají s takovými úkoly, jako je zlepšování kvality, prevence dodávek nevyhovujících dílů a zvyšování objemu výroby.

    Měření v rámci celého výrobního řetězce

    Na cestě k aplikaci konceptu Průmyslu 4.0 se měřicí a kontrolní technologie čím dál víc používají jako řídící nástroj ve výrobě. V rámci plnění této nové role ale potřebují pružněji a rychleji zachytit kvalitativní údaje na různých místech: v měřicí laboratoři, v těsné blízkosti výrobní linky, stejně tak jako přímo v ní.

    Měřicí technologie pro Průmysl 4.0 v Nitře

    Průmysl 4.0 závisí na propojení systémů schopných spolu komunikovat, schopných získávat, vyhodnocovat a sdílet data a na takto zpracované informace reagovat v reálném čase. Údaje z měření jsou nezbytné pro shromažďování informací, které mají být použity při inteligentním rozhodování za účelem zabránit nežádoucím procesním změnám.

    Související články
    Měřicí technika se stává součástí výrobních strojů

    Vzhledem k tomu, že jednou z aktivit České metrologické společnosti, z. s., je mimo jiné také sledování prezentace aktuálních metrologických novinek, trendů vývoje a zastoupení metrologie na veletrzích pořádaných v České republice i v zahraničí, navštívili jsme mimo jiné veletrh Toolex 2017, který se již po desáté konal v polském městě Sosnowiec na třetím největším výstavišti v Polsku – Expo Silesia.

    Reklama
    Reklama
    Reklama
    Reklama
    Související články
    Velmi přesný měřicí stroj pro výpočetní tomografii

    Nový model TomoCheck S HA (High Accuracy) 200 společnosti Werth Messtechnik GmbH se senzorem pro výpočetní tomografii je aktuálně nejpřesnějším souřadnicovým měřicím strojem na světě.

    Měřicí přístroje pro efektivní výrobu

    Jestliže jsou nástroje přesně zaměřeny a seřízeny ještě před samotným obráběním mimo obráběcí stroj, lze následně zkrátit vedlejší neproduktivní časy na stroji a zvýšit tak celkovou efektivitu výroby. Přístroje pro měření a seřizování nástrojů mohou v samotném procesu třískového obrábění zajistit zvýšení produktivity až o 25 %, a to při velmi dobrém poměru cena/výkon. Úspěšné obrábění tedy vyžaduje nejen výkonné stroje, ale i přesně seřízené nástroje.

    Konfirmace měřidel

    Příspěvek se zabývá problematikou zajištění návaznosti měření a rozebírá obvyklé metrologické čin-nosti, které jsou za tím účelem prováděny. Zákon o metrologii i běžná praxe zmiňují jako základní postupy kalibraci nebo ověření stanovených měřidel. Kalibrace je postup vedoucí k dosažení způsobilého měřidla ve dvou logických krocích podle definice VIM. Vždy musí být zjištěn aktuální stav měřidla – provádí se zkouškou, která ověří, zda je měřidlo způsobilé plnit dané specifikace, či nikoliv. Nezpůsobilé měřidlo se musí kalibrovat nebo vyřadit. O výsledku je vydán doklad (kalibrační certifikát), jímž je potvrzena způsobilost z dřívější kalibrace nebo způsobilost dosažená kalibrací novou. Zvláštní pozornost je věnována kalibraci měřidel řízených softwarem, např. u souřadnicových měřicích strojů.

    Revoluční linka pro měření kvality

    Je to takový český "americký sen". Začínal jako soustružník, dnes Miroslav Dušek vlastní strojírenskou firmu s mnohamilionovým obratem. Láska k poctivému řemeslu se u něj potkává s vynalézavostí, která ho nyní dovedla k vývoji revoluční linky pro měření kvality.

    Vestavné přístroje pro měření v silnoproudé síti

    Řadou vestavných přístrojů SIRAX se doplňují přístroje s vysokým výkonem SINEAX a završují tak portfolio v této oblasti. Přístroje série SIRAX se vyznačují základní funkčností převodníku elektrických veličin za dodržení velmi dobrého poměru cena/výkon. Přístroje BM1200 a BM1400 představují jednoduché a cenově výhodné monitory silnoproudé sítě. Pro vyšší stupeň vizualizace a komfortnější koncept obsluhy jsou vhodné multifunkční monitorovací přístroje, které byly označeny MM1200 a MM1400, jsou vybaveny TFT displejem a lze je na základě přehledného menu též konfigurovat.

    Měření energie je důležité ve všech oborech

    Spotřeba a ve velké míře i kvalita energií je v poslední době stále více sledovanou veličinou. Měřicími systémy od přehledových měřičů spotřeby až po systémy, kde je měření, zobrazování, ukládání a grafické prezentování veličin integrováno do větších systémů lze získávat přehled o spotřebě kdykoli je to potřeba.

    Průmysl 4.0 v měření aneb Kvalita 4.0

    V souvislosti s postupující mírou digitalizace a automatizace výroby se často hovoří o Průmyslu 4.0 neboli čtvrté průmyslové revoluci. Tento trend se pochopitelně nevyhýbá ani oboru měření. Objevuje se dokonce nový pojem – Kvalita 4.0. Co si pod tím představit?

    Ochrana provozních měřidel tlaku před mechanickým namáháním

    Při měření tlaku v potrubních systémech a v nádobách se setkáváme s nepříznivými mechanickými vlivy, které mají původ v měřeném procesu. Jedná se o tlakové rázy, pulzace, otřesy či vibrace, a někdy také o přetížení nad rámec měřicího rozsahu přístroje. Pulzace tlaku v potrubí zpravidla pochází od čerpadel, případně od rotujících míchadel v nádobách. Tlakové rázy jsou způsobovány setrvačností sloupce kapaliny pohybující se v potrubí; na jejich vzniku se podílí i činnost ventilů a škrticích orgánů. Destruktivní účinky mohou mít i bubliny par a plynů v tekutině proudící přes ventily. Otřesy a vibrace jsou způsobovány zpravidla rotujícími částmi strojů, prouděním tekutin, pulzacemi a tlakovými rázy v potrubí. Tento článek si klade za cíl shrnout způsoby, jak lze tlakoměry před uvedenými vlivy ochránit.

    Multisenzorová technologie a počítačová tomografie

    Výběr vhodného měřicího přístroje pro účely rozměrové kontroly je velmi důležitý. Běžný přístup je takový, že daná aplikace určí vhodný typ senzoru. Pro správné rozhodnutí potřebuje vzít uživatel v úvahu několik aspektů.

    Zákaznické dny ve znamení počítačové tomografie

    Společnost Prima Bilavčík uspořádala ve svém sídle v Uherském Brodě zákaznické dny, na nichž seznámila své partnery s novinkami ve svém sortimentu měřicích přístrojů, jakož i ve vybavení svých laboratoří. Zlatým hřebem programu bylo představení počítačového tomografu Werth TomoScope HV 500, zakoupeného koncem loňského roku.

    Reklama
    Předplatné MM

    Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

    Proč jsme nejlepší?

    • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
    • Vysoký podíl redakčního obsahu
    • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

    a mnoho dalších benefitů.

    ... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

        Předplatit