Качество измерений – качество продукции: новые подходы и методы измерений в промышленности

В конце октября 2014 г. в рамках Международной выставки испытательного и контрольно-измерительного оборудования Aerospace Testing & Industrial Control состоялась Международная научно-техническая конференция «Интеллектуальные системы измерений, контроля, управления и диспетчеризации в промышленности». Организаторами конференции выступили Международная компания ITE и Национальный исследовательский университет МАИ. Все предприятия, деятельность которых так или иначе связана с производством, контролем продукции и технологических процессов, с разработкой, испытаниями, с эксплуатацией каких-либо объектов и т.д., проводят огромное количество измерений. Поэтому нужны новые подходы и методы, позволяющие собирать оптимальный объем информации, затратив при этом минимум времени, средств и ресурсов.

Вибродиагностика станков

Повышение точности станков на производстве является одним из важнейших условий для обеспечения высокого качества продукции. Применяющиеся на отечественных машиностроительных заводах методы ремонта и обслуживания оборудования устарели и в современных условиях недостаточно эффективны. Чтобы обеспечить повышение точности станков, при одновременном снижении времени, трудоемкости и затрат, необходимо применять современные системы диагностики, позволяющие определить без разборки оборудования степень влияния каждого параметра станка на точность и постоянство отработки. Для оценки состояния отдельных деталей станка ФГУП «НПО «Техномаш» предлагает применять вибродиагностический метод. Диагностика проводится при помощи датчика съема показаний вибрации (акселерометра), накопителя преобразователя сигнала (виброанализатора) и программы расшифровки полученных данных. В процессе испытания производится съем виброакустических сигналов с определенных точек станка, преобразование и трансляция их в программу расшифровки. Метод позволяет определить 23 параметра механического износа и неисправностей узлов и деталей станка. Определяются дефекты каждого подшипника, в т.ч. износ наружного или внутреннего кольца, перекос наружного кольца, износ шариков или роликов, биение или перекос валов и шпинделей, износ каждой шестерни, погрешность зацепления каждой передачи, а также износ и дефекты шарико-винтовых пар.

методы измерений

Перед испытаниями создается управляющая программа, в которую вводятся параметры подшипников, шестерен, шариково-винтовых пар, устанавливаются частотный диапазон для измерения вибрационных характеристик и показатели, характеризующие динамику работы узлов и деталей станка, выбираются опорные точки для установки акселерометра. Время написания рабочей программы – один день. На проведение измерений и выдачу экспертного заключения требуется четыре часа.

При использовании вибродиагностического метода не требуется полная разборка станка, а лишь частичный разбор тех узлов, где имеются дефектные детали. Т.е. реальный объем работы существенно снижается, сокращается время ремонта, т.к. не требуется разбирать исправные узлы. Вместе с тем выявляются практически все параметры, детали, комплектующие, которые требуют регулировки или замены, что обеспечивает качественное выполнение ремонта.

Имитационный стенд для тестирования АСУ ТП

Порядок внедрения АСУ ТП в соответствии с требованиями ГОСТ 34.601‑90 включает несколько этапов: заводские испытания; предварительные испытания; опытную эксплуатацию и приемочные испытания. После приемки АСУ ТП осуществляется ввод в промышленную эксплуатацию.

Для проведения комплексного тестирования АСУ ТП на этапе заводских испытаний специалисты РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина предлагают использовать имитационный стенд, включающий имитационные модели объектов управления. Использование имитационного моделирования позволяет повысить надежность внедряемой АСУ ТП во время промышленной эксплуатации за счет тестирования таких режимов работы, которые на реальном объекте тестировать невозможно, а также повысить функциональную готовность АСУ ТП на стадии заводских испытаний и поставить на объект максимально готовую к внедрению систему. При использовании имитационного стенда сокращается время пуско-наладочных работ, снижаются риски возникновения аварийных ситуаций во время испытаний и эксплуатации АСУ ТП. Кроме того, осуществлять демонстрацию возможностей АСУ ТП заказчику можно на производственной базе, что дает определенное конкурентное преимущество.

Измерения, мониторинг, web-технологии и смартфон

Еще два десятилетия назад системы сбора данных строились на специализированных платформах или уникальных технологиях. Сегодня большинство решений сбора данных и обработки выполняется на базе персонального компьютера. Особенностью сегодняшнего дня является стремительное развитие массовых мобильных технологий. Рынок смартфонов и планшетов уже заметно больше рынка персональных компьютеров. При этом решения на основе персональных компьютеров становятся все более узкоспециализированными и, как следствие, более дорогостоящими. Переход к мобильным технологиям, по мнению представителей ООО «Системы компьютерных измерений», неизбежен как переход на новый технологический уровень. Он не будет мгновенным. Как обычно, будет происходить постепенное вытеснение старых технологий новыми.

Пример сочетания этих технологий на реальном объекте — полигон для натурных испытаний труб большого диаметра недалеко от Челябинска, где применен комплексный подход к организации и проведению автоматизированных испытаний с применением web-технологий. Для этого установлен дополнительный программный модуль, который подключается к системе измерений, собирает обработанные данные и размещает их в сети Интернет на заранее подготовленном технологическом web-портале. Web-портал позволяет отслеживать график запланированных испытаний, просматривать данные во время проведения эксперимента, сравнивать и анализировать данные, накопленные во время ранее проведенных испытаний. Для просмотра данных, размещенных на web-портале, и работы с ними в любой точке мира можно использовать смартфон или планшетный компьютер. Существенно то, что для реализации такого подхода достаточно тех средств, которые сегодня уже есть у пользователей.

Использования БПЛА для обеспечения безопасности объектов ТЭК

Со стороны предприятий разных отраслей, в т.ч. ТЭК, сельского, коммунального, лесного хозяйств и др., растет интерес к услугам по мониторингу, обследованию, контролю различных объектов с использованием авиационных беспилотных летательных аппаратов (БПЛА). Московский авиационный институт совместно с ООО «АВИ-АТЭКС-Каскад» занимается разработкой мультироторных беспилотных летательных аппаратов (мультикоптеров) для разных областей применения.

Мультикоптеры имеют четное число (четыре, шесть и более) винтов постоянного шага, расположенных в одной плоскости вращения, и представляют собой самостабилизирующуюся в горизонтальном положении платформу. Каждый винт приводится во вращение собственным двигателем. Половина винтов вращается по часовой стрелке, половина – против. Аппарат маневрирует, изменяя скорость вращения винтов.

Мультикоптеры отличаются высокой маневренностью, стабильностью полета даже при сильном ветре (до 10 м/c), способны зависать в любой выбранной точке воздушного пространства и имеют автоматический и дистанционно пилотируемый режимы функционирования. Трансляции данных с бортового оборудования на землю осуществляются в реальном времени. Существенным преимуществом использования мультикоптеров является невысокая стоимость обследования.

Мультикоптеры можно применять в различных сферах жизнедеятельности человека, начиная с аэрофотосъемки и заканчивая диагностикой крупных промышленных объектов, например теплотрасс, линий электропередачи (ЛЭП) и др. Помимо обследования протяженных участков тепловых сетей с помощью мультикоптера можно осматривать с целью выявления дефектов трубы котельных, ограждающие конструкции и т.п.

В зависимости от назначения разрабатываются различные модели аппаратов. Так, мультикоптер МП1 был создан для проведения осмотра тепловых сетей с помощью установленной на борту тепловизионной камеры. Фиксируя тепловое излучение, мобильный МП1 выявляет практически все разновидности дефектов трубопроводов: от скрытых утечек теплоносителя до нарушения изоляции труб с геометрической привязкой к местности. Аппарат был применен в г. Коломна при проведении подготовительных работ к новому отопительному сезону.

По материалам конференции подготовила Ольга Горгома

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *