С М Есаулов, О Ф Бабичева - Автоматизация контроля исправности оборудования на объектах электротранспорта - страница 1

Страницы:
1 

Коммунальное хозяйство городов

2.Вагоны трамвайные пассажирские. Общие технические требования ГОСТ 27364­87.

3. Комаров В.М., Рапопорт И.В. Экономия электроэнергии на подвижном составе трамвая и троллейбуса с реостатным и тиристорно-импульсным регулированием. - М.: Ин-т экономики жилищно-коммунального хозяйства АКХ им. К.Д. Панфилова, 1989. -59 с.

4. Коськин С.А. и др. Пути снижения расхода электроэнергии на подвижном соста­ве городского электротранспорта // Тез. докл. на Всесоюзн. конф. «Научные основы создания энергосберегающей техники и технологии». - М., 1990. - С. 233-235.

5.Электрическое оборудование «ALSTOM TV PROGRESS* для транспортных средств. Каталог продукции. - Прага: ALSTOM Indastry, 2006. - 24 с.

6. Носков В.И., Шпика Н.И. Состояние и перспективы внедрения тяговых электро­приводов переменного тока // Гидроэнергетика Украины. - 2006. - №2. - С. 63-68.

7. Энергосберегающая технология электроснабжения народного хозяйства / Под ред. В.А.Веникова. Кн.2. Энергосбережение в электроприводе / Н.Ф.Ильинский, Ю.В.Рожанковский, А.О. Горнов. - М.: Высш. шк., 1989. - 217 с.

Получено 16.03.2007

УДК 621.382

С.М.ЕСАУЛОВ, О.Ф.БАБИЧЕВА, кандидаты техн. наук, С.И.ИВАНСКОЙ

Харьковская национальная академия городского хозяйства

автоматизация контроля исправности оборудования на объектах электротранспорта

Предлагаемый подход к сокращению времени анализа различных величин может найти применение при создании сложных микропроцессорных систем контроля, диагно­стики и автоматизации процессов на объектах электрического транспорта.

Современные подходы к обслуживанию различного оборудова­ния на транспорте с помощью цифровой и микропроцессорной техни­ки нередко основаны на реализации математических моделей объектов [1]. Применение таких устройств позволяет своевременно выявлять различные неполадки в отдельных узлах, механизмах, системах авто­матики, предупреждать их нежелательные проявления при эксплуата­ции оборудования или автоматизировать процессы с заданной эффек­тивностью. Однако, реализация таких устройств при комплексной оценке состояния всего объекта осложнена значительными затратами времени для контроля параметров.

Принцип действия существующих бортовых систем диагностики и контроля оборудования на автомобилях чаще всего основан на ис­пользовании электронной памяти [2]. В аналогичных популярных адаптивных системах контроля оборудования возможные изменения в устройствах описываются математическими зависимостями [3]. Оче­видно, что формальные описания процессов линейными уравнениями для получения полезной информации об объекте наиболее популярны

[4]. Особый интерес вызывают при этом системы уравнений, когда решение одной зависимости является решением другой и наоборот. В общем виде систему таких уравнений можно представить:

а Х - вектор переменных.

Основным критерием при выборе решения таких задач является сходимость, надежность и область применения. Скорость сходимости, применительно к устройствам автоматизации, измеряется числом об­ращений к вычислению функции F(t).

Надежность метода определяется его сходимостью при различ­ных видах функции F(t). Следует заметить, что результат может не сходиться и даже расходиться. В последнем случае вместо приближе­ния к корню, наоборот, удаляться от него. Во всех случаях алгоритм расчета должен сигнализировать пользователю о ходе полученных данных.

Область применения результатов определяется самой функцией F(t), для которой выбранный метод дает надежную сходимость.

Учитывая сложность процессов на объектах электрического транспорта и тесную взаимосвязь многих величин, можно однозначно отметить, что наиболее удобным аппаратом для решения подобных задач являются матрицы и поиск в массивах [5].

Задача поиска в массивах сводится к определению конкретного элемента, обладающего заданными свойствами. Для рассматриваемых объектов такими свойствами могут быть опасные и критические си­туации, которые и могут служить основанием для корректировки ус­ловий эксплуатации оборудования, формирования требований допол­нительной проверки узлов, механизмов или объекта в целом.

Для несортированных массивов единственный способ решения вышеуказанной задачи связан с просмотром всех элементов массива. При большом количестве элементов М, очевидно, потребуется M срав­нений. Применительно к различным техническим решениям, реали­зующим такие вычисления, наиболее целесообразно использовать ме­тод дихотомии [4].

Для массива А размера М, например, необходимо найти элемент A[i], значение которого равно некоторой заданной величине Т. Если массив сортирован по A[i], т.е. с ростом индекса i значения элементов не убывают, то индекс массива может изменяться в пределах от imin до imax. Не учитывая дискретность і, считаем, что индекс может быть лю­

F(t) = 0,

где F - произвольная функция размерности n;

(1)

F (t) = 0; i =1, n, X = (th ... , t n),

(2)

(3)бым. Если принять, что элемент со значением Т имеется в массиве, можно утверждать о существовании неубывающей функции А (і), для которой необходимо найти решение уравнения

А(і) = T, (4)

где Т - заданное значение (рис.1). А[і]

Т

Рис.1 - Применение дихотомии в массивах

Такую задачу методом дихотомии решают, проверяя очередной элемент массива при значении iT , который располагается в середине всего интервала [i min, i max], т.е.

iT     (i min + i max (5)

Если А(іт) больше Т (кривая 1), то искомый элемент расположен при меньших значениях индекса. Такой вывод следует из того, что функция А(і) неубывающая. В этом случае можно утверждать, что при значениях больше iT параметр больше T. В таком случае можно далее перейти к исследованию только интервала индексов [i min , іт], т.е. в качестве верхней границы индексов i max можно выбрать значение іт. Если поведение функции соответствует случаю, иллюстрируемого кривой 2, то можно утверждать, что искомый элемент расположен при больших значениях индекса. В этом случае для дальнейшего рассмот­рения можно оставить интервал [iT , i max ], заменив в области исследо­вания i min на iT . Очевидно, что в обоих случаях интервал сокращается в два раза и очередной элемент массива следует проверять в середине интервала.

Рассмотренный подход проверки элемента с сокращением интер­вала проверяемых индексов сдвигает величины imin и imax. Весь объем проверок заканчивается, когда длина интервала сократится до шага, которым определяется дискретность величины индекса.

Если учесть, что интервал в любом случае сокращается как где K - число проверенных элементов, а длину последнего интервала принять за 1, то за 10 проверок можно найти элемент в массиве из 1024 элементов, а за 15 - в массиве из 32768 элементов. Полученный ре­зультат иллюстрирует возможность во много раз быстрее выполнять поиск в рассмотренном массиве.

Предлагаемый подход использовался при разработке оригиналь­ного программного продукта SauTP v.1.01, реализующего систему ав­томатического повторного включения (АПВ) на тяговой подстанции

(рис.2).

Рис.2 - Интерфейс программы SauTP

Программная реализация алгоритма выглядит следующим обра­зом:

1. Задается интервал изменения тока в контактной сети imin= -1,

imax = M+ 1.

2. Определяется величина iT = (imnn + imax) / 2 (результат округляется до целого значения).

3. Проверяется А(і).

4. Если А (і) = Т, выход и возвращение на шаг 1.

5. Если А(і) > Т, imax = I и переход на шаг 7.

6. Если А(і) < Т, imin = I и переход на шаг 7.

7. Если imin - i max = 1, выход и возвращение к шагу 1, иначе - переход на шаг 2.

Программой SauTP предусмотрен контроль и диагностика не­скольких линий контактной сети. Интервалы значений контролируе­мых величин тока и временные уставки срабатывания системы АПВ выбираются оператором. Органы управления доступные с интерфейса позволяют пользователю выбирать автоматический или ручной режи­мы работы, селективный или кольцевой контроль объектов, проверять исправность приемных и исполнительных элементов системы и др. [6].

Программируемая АПВ реализуется на базе любого бытового компьютера с ОС Windows 98/Ме/ХР/2000. Учитывая возможности программирования подобных задач для современных RISC-микроконтроллеров (Atmel, Microchip, Motorola и др.), очевидно, что вышерассмотренный подход может упростить реализацию подобных задач с их помощью. Это в свою очередь позволит создавать самые различные программируемые локальные системы контроля, диагно­стики и автоматизации процессов как на стационарных, так и на под­вижных объектах электрического транспорта [6].

Таким образом, предложенный путь иллюстрирует возможность сокращения затрат времени для анализа контролируемых технологиче­ских величин на объектах при использовании поиска результатов в массивах. Рассмотренный алгоритм реализован в экспериментальном программном продукте, реализующем систему автоматического по­вторного включения для многоагрегатной тяговой подстанции элек­троснабжения городского электротранспорта.

1. Кривонос О.Г. Система управления двигателем "РЕНО-F3R" // За рулем. - 2000. - №3. - С.170-173.

2. Кравченко А. Процессор контроллера системы зажигания автомобильного дви­гателя «Электроника МС2713» // Электрик. - 2000. - №2. - С.52-66.

3. Герман-Галкин С. Анализ и синтез мехатронной системы // Силовая электрони­ка. - 2006. - №1. - С.82 -87.

4. Магда Ю. Использование Ассемблера для оптимизации программ на С++. -СПб.: БХВ-Петербург, 2004. - 496 с.

5. Программируемые логические ИМС на КМОП-структурах и их применение / П.П.Мальцев, Н.А.Гарбузов, А.П.Шарапов и др. - М.: Энергоатомиздат, 1998. - 158 с.

6. Есаулов С.М. Микроконтроллеры в учебном процессе // Матеріали ІУ Міжн. на-ук.-техн. конф. „Комп'ютерні технології в будівництві". - Київ - Севастополь - Кривий Ріг, 2006. - С.21-22.

Получено 20.02.2007

Страницы:
1 


Похожие статьи

С М Есаулов, О Ф Бабичева - Автоматизация контроля исправности оборудования на объектах электротранспорта