Valdymo sistemų klaidų diagnozė

Paruošė dokt. Kęstutis Lukšys

Informatikos inžinerijos metodai

Šiuolaikinės procesų valdymo sistemos

Įvadas. Neeilinių įvykių valdymas

Apie 70% avarijų gamyboje įvyksta dėl žmogaus klaidų.

Vien naftos perdirbimo pramonė JAV patiria apie 20 milijardų USD nuostolių kasmet dėl prasto AEM.

Sutrikimai D. Britanijos ekonomikai kainuoja iki 27 milijardų USD kiekvienais metais.

2

Neeilinių įvykių valdymas (angl. Abnormal Event Management) (AEM) – savalaikis neeilinių įvykių pastebėjimas, priežasčių diagnozė ir atitinkamų valdymo sprendimų bei veiksmų ėmimasis tam, kad grąžinti procesą į normalią būseną.

Valdymo sistemų klaidų diagnozė Dabartinis uždavinys – AEM automatizavimas

panaudojant intelektualiąsias valdymo sistemas.

Pirmas AEM žingsnis – proceso klaidų aptikimo ir diagnozavimo formų automatizacija.

Valdymo sistemų klaidų diagnozės tikslas – greitai aptikti sutrikimus ir/ar galimas jų priežastis ir padėti išvengti rimtesnių sistemos sutrikimų.

3

Proceso klaida Klaida (angl. fault)– tai stebimo kintamojo ar

apskaičiuoto proceso parametro nukrypimas nuo leistinų ribų.

Bazinis įvykis (angl. basic event arba root event) – pradinė klaida ar gedimas, kuris nulėmė tolesnį sistemos parametrų neatitikimą (pvz., Vožtuvo gedimas gali nulemti slėgio didėjimą katile).

4

Bendroji klaidų diagnozės sistema

5

Automatoklaidos

AutomatasDinaminėgamykla

Daviklis

Grįžtamojo ryšiovaldiklis

Diagnozėssistema

Valdikliosutrikimai

Procesųtrikdžiai

Davikliųklaidos

Struktūrinėsklaidos

u y

Pagrindinės klaidų klasės

Pagrindinės klaidų ir sutrikimų (angl. malfunctions) klasės: Modelio parametrų pokyčiai.

Pvz., reagento koncentracijos pokyčiai ir pan. Struktūriniai pokyčiai.

Pvz., valdiklio sutrikimai, užstrigęs vožtuvas ir pan. Daviklių ir automatų sutrikimai.

Pvz., parametro reikšmė išeina už apibrėžtų ribų ir pan.

6

Neįvertinami faktoriai

Klaidų diagnozė neapima šių faktorių: Nestruktūrinių neapibrėžtumų

Iš anksto nenumatyti neapibrėžtumai Proceso paklaidų

Skirtumai tarp proceso ir jo modelio Matavimų paklaidų

Aukšto dažnio suminės dedamosios daviklių matavimuose

7

Klaidų aptikimo ir diagnozės sistemos charakteristikos Greitas aptikimas ir diagnostika. Atskiriamumas. Atsparumas. Naujovių identifikavimas. Klasifikavimo paklaidos įvertis. Pritaikomumas. Paaiškinimo galimybės. Modeliavimo poreikiai. Atminties ir skaičiavimų poreikiai. Kelių klaidų identifikavimas.

8

Transformacijos diagnozės sistemoje

9

Transformacijų pavyzdys

4 davikliai: x1, x2, x3, x4. Proceso normalios būsenos daviklių reikšmės:

x1ss, x2ss, x3ss, x4ss.

2 klaidų klasės: c1, c2. Tarkim, kad 1-ą klaidą lemia 1-as ir 2-as

davikliai. Tarkim, kad 2-ą klaidą lemia 2-as ir 3-as

davikliai.

10

Transformacijų pavyzdys (tęsinys)

1 transformacija: atmetamas matavimas x4 ir gauname kriterijų erdvę [y1, y2, y3] = [x1, x2, x3].

2 transformacija: paprasčiausia slenkstinė funkcija

Jei |yi - xiss| > T, tai di = 1, priešingu atveju di = 0.

Gauname sprendimų erdvę [d1, d2, d3].

3 transformacija:Jei (d1 ir d2) tai c1

Jei (d2 ir d3) tai c2

11

Klaidų diagnozės sudėtinės dalys

Žinių apie modelį sudarymo tipasSutrikimų aibei ir ryšiams tarp stebėjimų (simptomų) ir sutrikimų nustatyti reikia pagrindinių a priori žinių apie modelį.

Diagnozės paieškos strategijos tipasTai paprastai yras stipri žinių atvaizdavimo schemos funkcija.

12

Diagnozės metodai

13

Kiekybiniai metodai

14

Kokybiniai metodai

15

Proceso istorija paremti metodai

16

Klaidų paieškos strategijų metodai

17

LĖKTUVO ELEVATORIŲ KONTROLĖS SISTEMA

18

Elevatoriaus rezervinių sistemų komponentai

19

Elevatoriaus rezervinių sistemų komponentai (2)

Po du nepriklausomus automatus (angl. actuators) kiekviename elevatoriuje.

Trys atskiros hidraulinės grandinės (angl. hydraulic circuits) automatų valdymui.

Du pirminiai skrydžio kontrolės elementai (angl. Two primary flight control units (PFCU)).

Po du valdymo modulius kiekvienam automatui.

20

Elevatoriaus automatų režimai Izoliuotas režimas – automatas išjungtas

neribotam laikui. Išjungtas režimas – automatas laikinai

išjungtas dėl gedimo. Neaktyvus režimas – automatas laukia ir

nesiunčia jokių kontrolės signalų. Laukimo režimas – automato valdymo sistema

yra įjungta, bet jokie veiksmai nėra siunčiami automatui.

Aktyvus režimas – automatas yra aktyvus ir valdo elevatorių.

21

Elevatoriaus klaidų diagnozės sistema

22

23

Dėkui už dėmesį.