Помощь в написании студенческих работ
Антистрессовый сервис

Обеспечение качества и разработки устройства первичной информации автоматизированных систем телеметрического контроля городских инженерных сетей

Диссертация: Обеспечение качества и разработки устройства первичной информации автоматизированных систем телеметрического контроля городских инженерных сетей
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

В настоящее время внедрены отдельные каналы телеметрии для таких объектов как лифтовое хозяйство, котельные, системы КЗ ПМС. При создании некоторых из них автор принимал непосредственное участие. Однако внедрение современных ТСА в системах контроля ГИС недостаточно. Создание, совершенствование и обеспечение качества АСТК ГИС представляет собой важную народно-хозяйственную задачу, в рамках которой… Читать ещё >

Обеспечение качества и разработки устройства первичной информации автоматизированных систем телеметрического контроля городских инженерных сетей (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Содержание

  • Принятые сокращения
  • Глава 1. Особенности и показатели качества автоматизированных систем телеметрического контроля городских инженерных сетей
    • 1. 1. Особенности автоматизированных систем телеметрического контроля городских инженерных сетей
    • 1. 2. Концепция создания и структура автоматизированной системы телеметрического контроля городских инженерных сетей
    • 1. 3. Формирование обобщенного комплексного показателя качества автоматизированных систем телеметрического контроля
    • 1. 4. Показатели качества автоматизированных систем телеметрического контроля городских инженерных сетей
  • Результаты и
  • выводы
  • Глава 2. Информационная технология в автоматизированных системах телеметрического контроля городских инженерных сетей
    • 2. 1. Целевое назначение информационной технологии в задаче телеметрического контроля городских инженерных сетей
    • 2. 2. Концептуальная модель перспективной информационной технологии
    • 2. 3. Математическая модель информационных процессов автоматизированной системы телеметрического контроля городских инженерных сетей
  • Результаты и
  • выводы
  • Глава 3. Проектирование робастных устройств и подсистем автоматизированной системы телеметрического контроля в задаче катодной защиты
    • 3. 1. Особенности функционирования и проблема обеспечения качества датчика первичной информации автоматизированной системы телеметрического контроля в задаче катодной защиты
    • 3. 2. Математическая модель датчика первичной информации электрода сравнения) и погрешностей измерений поляризационного потенциала
    • 3. 3. Моделирование подсистемы сбора и обработки первичной информации по параметрам достоверности, долговечности, стоимости с применением методов Тагучи
      • 3. 3. 1. Робастные технологии и их специфика для поставленной задачи
      • 3. 3. 2. Структурное проектирование подсистемы сбора и обработки первичной информации
      • 3. 3. 3. Анализ и выбор параметров: экспериментальные исследования и анализ результатов экспериментов
      • 3. 3. 4. Установка допусков: исследование функции потери качества для электрода сравнения
  • Результаты и
  • выводы
  • Глава 4. Формирование и выбор микропроцессорной системы, каналов связи и элементов новой информационной технологии в задаче катодной защиты
    • 4. 1. Интегрированная система как реализация разработанной информационной технологии
    • 4. 2. Вычислительная среда интегрированной системы
      • 4. 2. 1. Задачи создания аппаратно-программного комплекса
      • 4. 2. 2. Выбор канала связи
      • 4. 2. 3. Технические средства связи
      • 4. 2. 4. Микропроцессорная система средств передачи информации
    • 4. 3. Исполнительская и методическая среда интегрированной системы
    • 4. 4. Алгоритм корректировки погрешностей первичной информации
  • Результаты и
  • выводы

Интенсивное развитие систем и технических средств автоматизации (ТСА) на базе микропроцессорных (МП) устройств дало возможность их внедрения в области. весьма далекие от традиционных сфер применения. Одна из таких областей — городские инженерные сети (ГИС).

ГИС являются важнейшими элементами обеспечения жизнеспособности города. В настоящей работе рассматриваются ГИС, обеспечивающие транспортировку горячей и холодной воды, пара, газа, а также котельные различного назначения. Техническое состояние ГИС в значительной степени определяет жизнеобеспечение и развитие мегаполисов, крупных городов и промышленных центров. Вместе с тем существует заметный разрыв между уровнем задач, стоящих перед ГИС и сопутствующим оборудованием, и состоянием оборудования, служб ремонта и эксплуатации ГИС.

В настоящее время имеют место серьезные проблемы, связанные с высокими затратами на ремонт и эксплуатацию ГИС, предотвращением аварийных ситуаций, а также ликвидацией последствий при возникновении аварий. В Петербурге и Москве произошел ряд серьезных аварий, повлекших человеческие жертвы и прекращение подачи тепла в промышленные и гражданские объекты. Важнейшим условием безаварийного функционирования таких сетей является обеспечение антикоррозионной защиты подземных трубопроводов и других подземных металлических сооружений (ПМС).

Наиболее эффективно задача антикоррозионной защиты ПМС решается с помощью технических средств катодной защиты (ТСКЗ). Основными недостатками существующих ТСКЗ являются:

1) недостаточный уровень или отсутствие автоматизации при измерении и регулировании поляризационного потенциала, сборе данных о состоянии объекта и ТС КЗ, что приводит к недостоверности и несвоевременности информации, снижению качества защиты и повышению связанных с ним затрат;

2) низкий уровень информативности данных, представляемых обходчиками для принятия решений о распределении ресурсов;

3) значительные транспортные расходы, расходы на содержание персонала операторов-обходчиков, ремонтников при территориальной рассредоточенное&tradeсуществующих ТСКЗ;

4) отсутствие комплексного обзора и целенаправленного контроля протекания процессов КЗ на всех объектах.

Исследование указанных недостатков привело к необходимости дальнейшей автоматизации измерений параметров и сбора данных о состоянии объектов и создания системы контроля на основе новой информационной технологии (ИТ) для систем КЗ ПМС, принципы создания которой применимы для других видов ГИС. Диагностирование технического состояния ГИС, представляющих собой протяженные и рассредоточенные объекты, наиболее эффективно с применением автоматизированных систем телеметрического контроля (АСТК) на базе современных ТСА.

В настоящее время внедрены отдельные каналы телеметрии для таких объектов как лифтовое хозяйство, котельные, системы КЗ ПМС. При создании некоторых из них автор принимал непосредственное участие. Однако внедрение современных ТСА в системах контроля ГИС недостаточно. Создание, совершенствование и обеспечение качества АСТК ГИС представляет собой важную народно-хозяйственную задачу, в рамках которой выполнено настоящее диссертационное исследование. Указанная задача является комплексной и состоит в проектировании трех подсистем:

1) подсистемы сбора и обработки первичной информации;

2) подсистемы передачи информации по каналам связи;

3) подсистемы приема и обработки информации верхнего уровня.

Актуальность настоящей работы обусловлена тем, что она посвящена исследованию и разработке подсистемы первичной информации, обоснованному выбору каналов связи АСТК, а также оценке качества ТСА и подсистем АСТК в терминах затрат и прибыли. Работа выполнялась как составная часть работ по техническому перевооружению объектов топливно-энергетического комплекса С-Петербурга.

Задача обеспечения качества АСТК в проблемной области КЗ ПМС от коррозии, которым в работе уделено особое внимание, возникла на стыке нескольких научных дисциплин: радиоэлектроники [12,33,37], теории управления качеством [5,6,7,19,21,22,23,66], теории систем [27,40,64,71] и электрохимии [18,49,77]. Возникшие в данной области практические задачи потребовали разработки новых подходов и критериев качества, моделей информационных процессов, создания более совершенных технических средств и обоснованного выбора ТСА.

Известные из теории управления качеством методы позволяют выполнять сравнительный анализ и выбор вариантов технических средств и систем, однако в условиях рынка возникла объективная необходимость непосредственного выражения показателей качества в терминах экономических категорий. Внедрение таких оценок качества диктует необходимость создания АСТК для передачи и обработки информации, характеризующей не только техническое состояние объектов, но и показатели качества. Обработка на верхнем уровне такой информации и компьютерная поддержка принимаемых решений по распределению ресурсов должна обеспечиваться внедрением новых ИТ. Анализ научно-технической литературы по ИТ [73] показал, что в настоящее время определены термины, задачи, структуры ИТ, однако полученные результаты как правило носят абстрактный характер. Вместе с тем, вопросы формализации и совершенствования ИТ применительно к АСТК ГИС, с которыми столкнулся автор, в значительной степени далеки от решения.

При построении новых систем для телеметрического контроля ГИС и обеспечения качества могут быть прослежены следующие принципы: а) реализация каналов связи для получения информации от пространственно рассредоточенных датчиковб) получение своевременной информации для оперативного контроля состояния ГИСв) получение достоверной информации в условиях погрешностей измерений и помех при передаче данныхг) обеспечение робастности в условиях воздействия климатических факторовд) обеспечение высоких эксплуатационных характеристик средств АСТК и их надежности.

Цель и задачи исследования

показаны на рис. 1.0.

Решение поставленных задач позволит повысить качество АСТК в задаче КЗ ПМС, что обеспечит эффективный контроль и диагностирование технического состояния ГИС, снижение затрат на эксплуатацию и ремонт, а также их безаварийную работу.

При исследовании используются методы теории систем, теории вероятностей и математической статистики, теории управления качеством (в частности методы Тагучи) и принципы, основанные на использовании информационных технологий (ИТ).

Рис. 1.0.

Цель и задачи исследования

.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

.

Для обеспечения качества систем радиотелеметрии городских инженерных сетей (ГИС) путем разработки и применения критериев и методов улучшения информационных характеристик устройств первичной информации и каналов связи были решены все поставленные задачи.

В работе предложен новый подход к решению проблемы обеспечения качества автоматизированной системы телеметрического контроля, основанный на внедрении элементов новой информационной технологии и современных технических средств автоматизации на примере КЗ ПМС от коррозии, обеспечивающих достоверность и своевременность первичной информации как основу повышения эффективности всей системы.

Научная новизна диссертации заключается в следующем:

•предложен критерий качества автоматизированных систем телеметрического контроля ГИС, позволяющий учитывать взаимное влияние их показателей качества и оценивать качество для многопараметрических и многоканальных автоматизированных систем телеметрического контроля ГИС в терминах прибыли;

•разработаны методы выбора параметров первичного датчика автоматизированной системы телеметрического контроля, повышающие его робастность на основе нетрадиционного применения методов планирования эксперимента (применен план для дестабилизирующих факторов) и оценки результатов впервые проведенных натурных экспериментов;

•использована локальная микропроцессорная система (ЛМПС) в подсистеме первичной информации, обеспечившая компенсацию погрешностей измерений первичным датчиком по разработанным алгоритмам, автоматизацию процесса сбора данных, управление радиоканалом и регулирование поляризационного потенциала.

Практическая ценность работы заключается в том, что ее результаты внедрены в находящуюся в эксплуатации автоматизированную систему телеметрического контроля. Установленные в диспетчерских пунктах средства автоматизации и радиосвязи обеспечивают систематическое круглосуточное получение данных о контролируемых параметрах в течении 1,5 лет.

Разработанный критерий качества включен в состав ИТ автоматизированных систем телеметрического контроля ГИС, что позволило оценивать и повышать качество подсистем и отдельных технических средств автоматизации в терминах прибыли, принимать обоснованные решения при распределении материальных и трудовых ресурсов;

Разработанные методы по проектированию и обеспечению робастности подсистемы первичной информации системы радиотелеметрии были применены для модернизации ЭС типа «НЭСД-Антикор» при построении автоматизированной системы телеметрического контроля типа КТК-1 (акты внедрения см. приложения 6,7). В дальнейшем предполагается реализовать методики для конкретных технологий и серийного производства.

Решение поставленных задач позволило повысить такие единичные показатели качества технических средств автоматизации как долговечность и нечувствительность к внешним дестабилизирующим факторам подсистемы первичной информации, а также информационные характеристики автоматизированной системы телеметрического контроля путем рационального выбора типа каналов связи. Данные мероприятия позволили повысить значение критерия качества подсистемы первичной.

Показать весь текст

Список литературы

  1. Ю.П. Новое направление в статистическом контроле качества -методы Тагучи. М.: Знание, 1988 — 25с.
  2. Ю.П. Статистический контроль условие совершенствования качества продукции (о методах Г. Тагучи и их применении) // Автомобильная промышленность США. — 1987. — № 11. — с. 30−38 .
  3. Ю.П., Маркова Е. В., Грановский Ю. В. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. М.: Наука, 1976 -279с.
  4. Ю.П., Иванова Н. В., Махлин Б. Ю. Применение математических методов планирования эксперимента при анализе надежности радиоэлектронной аппаратуры. в сб.: «Проблемы планирования эксперимента». Под ред. Г. К. Круга. М.: Наука, 1969, с. 298−314.
  5. Г. Г., Райхман Э. П. О квалиметрии. М.: издательство стандартов, 1973 — 172с.
  6. Г. Г. Теория и практика оценки качества товаров (основы квалиметрии), М.: Наука, 1982 88с.
  7. Ю.М., Субетто А. И. Квалиметрия в приборостроении и машиностроении. Л.: Машиностроение, 1990 — 218 с.
  8. В.И. Теория планирования эксперимента. М.: Радио и связь, 1983 -248с.
  9. А., Эйзен С. Статистический анализ: подход к использованию ЭВМ.-М.: Мир, 1982−480с.
  10. Ю.Бежикина И. И., Галицкая В. И. и др. Структура новой версии агрегативной имитационной системы /Теоретические и прикладные вопросы моделирования/МНИПУ. М.: 1984. с. 5−13.
  11. П.Бененсон З. М., Елистратов М. Р., Ильин J1.K. Моделирование и оптимизация на ЭВМ Радиоэлектронных устройств. М.: Радио и связь, 1981 -272с.
  12. Л.З. Радиотехника и электроника. М.: Недра, 1990 — 370с.
  13. Э.М., Мучник И. Б. Структурные методы обработки эмпирических данных. М.: Наука, 1983 — 464с.
  14. Бус лен ко В. Н. Автоматизация имитационного моделирования сложных систем. М.: Наука, 1977 — 240с.
  15. H.H. Автоматизированные информационные системы для принятия решений. Киев: Общество «Знание». УССР, 1982 — 16с.
  16. H.H. Информатика управленческих решений. Киев: Общество «Знание». УССР. !987 — 16с.
  17. H.H. Информационные системы для принятия решений в условиях возмущающих воздействий/УИнформатика и ее приложения. -Киев: Ин-т кибернетики им. В. М. Глушкова АН УССР, 1985. с. 39−46.
  18. В., Швенк В. Катодная защита от коррозии. М.:Металлургия, 1984−495 с.
  19. А.Г., Коршунов И. Г. Достоверность систем телеметрии городских инженерных сетей. международная научно-техническая конференция «Системные проблемы надежности, математического моделирования и информационных технологий — М.: 1998.
  20. А.Г., Коршунов Г. И., Коршунов И. Г. Методы и критерии управления качеством технических систем в пространстве выбора вариантов. С-Пб.: Труды Санкт-Петербургской инженерной академи, 1996.
  21. А.Г., Коршунов Г. И. Обеспечение качества технических средств автоматизации. Л.: Машиностроение, 1981 — 189 с.
  22. А. Г. Коршунов И.Г. Оценка качества информационных систем и систем управления с применением методов Тагучи.международная конференция по информатике и управлению. С-Пб.: С-ПИИРАН- 1997.
  23. А.Г. Техническая эффективность и надежность судовых систем управления. JL: Судостроение, 1969 268 с.
  24. Н.М., Гаскаров Д. В., Грищенков A.A., Шнуренко A.A. Управление и оптимизация производственно-технологических процессов. С-Пб.: Энергоатомиздат, 1995 303с.
  25. К. Распределенные системы мини- и микро- ЭВМ. -М.:Финансы и статистика, 1983 382с.
  26. Д.В., Дахнович A.A. Оптимизация технологических процессов в производстве электронных приборов. М.: Высшая школа, 1986 — 191с.
  27. Гиг Дж. Прикладная общая теория систем. М.: Мир, 1981. — т.1 — 336с., т.2 — 736с.
  28. Л.П., Смирнов А. Н. Проектирование технических систем диагностирования. Л.: Энергоатомиздат, 1982 — 165с.
  29. В.М. Основы безбумажной информатики. М.: Наука, 1982 -552с.
  30. В.В. Информация. Информационная технология. Принятие решений. С-ПГУВК, 1988 — 89с.
  31. .А. Расчет характеристик и планирование параллельных вычислительных процессов. М.: Радио и связь, 1983 — 272с.
  32. В.Г., Адлер Ю. П., Талалай A.M. Планирование промышленных экспериментов (модели динамики). М.: Металлургия, 1978. — 111с.
  33. В.Т., Журавлев А. Г., Тихонов В. И. Статистическая радиотехника. М.: Сов. Радио, 1980 — 544с.
  34. ГОСТ 9.602 89. Сооружения подземные. Общие требования к защите от коррозии.
  35. В.И., Паныпин Б. И. Информационная технология: вопросы развития и применения. Киев.: Наукова Думка, 1988 — 272с.
  36. В.И., Паныиин Б. И. Новая информационная технология в организационных системах /' УСиМ 1988 № 1 с. 20 — 27.
  37. Л.С. Современная радиоэлектроника и ее проблемы. М.: Сов. Радио, 1980 — 192с.
  38. Ю.Г., Петухов H.A. Информационная технология в промышленности. Л.: Машиностроение, 1987 -283с.
  39. Г. Н., Траскунов П. М., Царюк Н. М. Управление качеством продукции в электроприборостроении. Л. 1977.
  40. В.В., Конторов Д. С. Системотехника. М.: Радио и связь, 1985 — 198с.
  41. С.М., Жиглявский A.A., Математическая теория оптимального эксперимента. М.: Наука, 1987 — 319с.
  42. В.И., Насонов A.C., Сериков Г. С. Моделирование систем управления передачей и обработкой данных//Управляющие системы и машины. 1982. — № 2. с. 72−74.
  43. Н.Г., Твердохлеб Н. Г., Зорин М. А. Машинная обработка информации в производственном объединении. Киев: Техника, 1986 -199с.44.3акс Л. Статистическое оценивание. Пер. С нем. под ред. Адлера Ю. П. и Горского В. Г. М.: Статистика, 1978 598с.
  44. Л. Фирма Ниппонденсо проводник методов Тагучи // Автомобильная промышленность США. — 1987. — № 7. — с. 12 -13.
  45. В.Г., Коршунов Г. И. Информационная технология в задаче электрохимической защиты трубопроводов. Информационные технологии в производстве. М.: Машиностроение, 1999.
  46. Кисе лев В. Г., Коршунов Г. И. Комплекс телеметрического контроля установок катодной защиты // Монтажные и специализированные работы в строительстве, № 3, 1999.
  47. В.Г., Коршунов Г. И. Технико-экономические и экологические проблемы городских трубопроводных систем// тезисы докладов 6НТК, С-ПГТУ, 1998.
  48. В.Г., Волокитин В. Г., Дончевский C.B., Сигаев Г. И. Экспресс-прогноз долговечности электродов сравнения для установок электрохимической защиты трубопроводов // Монтажные и специализированные работы в строительстве, № 3, 1997.
  49. Д. Статистические методы в иммитационном моделировании. -М.: Статистика, 1978.
  50. В.М. Адаптивное управление динамическими объектами/УКибернетические методы планирования, проектирования и управления. Киев: Ин-т кибернетики им. В. И. Глушкова АН УССР, 1982 — с.122−130.
  51. . Методы и техника обработки сигналов при физических измерениях. М.: Мир, 1983.
  52. И.В. Имитационное моделирование на ЭВМ. М.: Радио и связь, 1988 -230с.5 7. Международные стандарты. Управление качеством продукции.1.9 000 IS09004, М., 1988
  53. Минжилкомхоз РСФСР. АКХ им. К. Д. Памфилова. Отчет по теме „Оценка возможности повышения надежности потенциометрических измерений при катодной защите подземных стальных трубопроводов“. -М&bdquo- 1986
  54. Г. Я. Микропроцессоры в измерительных приборах. М.: Радио и связь, 1984 — 159 с.
  55. B.C., Волкович B.JI. Вычислительные методы исследования и проектирования сложных систем. М.: Наука, 1982 — 266с.61 .Моз1 алевский A.B., Гаскаров Д. В. Техническая диагностика. М: Высшая школа, 1974 — 207с.
  56. H.H. Математические задачи системного анализа. М.: Наука, 1981 -488с.
  57. Д. Планирование эксперимента и анализ данных. Л.: Судостроение, 1980 — 383 с.
  58. В.П., Дымарский Я. С. Элементы теории управления ГАП. -Л.:Машиностроение, 1984 334 с.
  59. Д.А. Ситуационное управление: теория и практика. М.: Наука, 1986−288с.
  60. Г. Модели и методы исследования вычислительных систем. Вильнюс: Мокслас, 1982 — 227с.
  61. В.Я., Киримок Н. И., Дедиков Э. А. Системное проектирование АСУ. Киев: Техника, 1983 — 136с.
  62. И.В. Математические модели и методы решения задач дискретной оптимизации. Киев: Наукова думка, 1985 — 382с.
  63. В.И., Квачев В. Г. Информационные технологии в испытаниях сложных объектов: методы и средства. Киев.: Наукова Думка, 1990 — 318 с.
  64. В.Н. Системное исследование показателей качества изделий. -Л.Машиностроение, 1981 184 с.
  65. .Я., Яковлев С. А. Моделирование систем. М.: Высшая школа, 1985 — 251с.
  66. И.В. Языки, программное обеспечение и организация систем имитационного моделирования. М: Машиностроение, 1980 -271с.
  67. И.В., Белоголовский А. Д. Защита подземных металлических сооружений от коррозии. М.: Стройиздат, 1990 — 304 с.
  68. А. А., Кондратьев А. И. Информационные системы в управлении. Киев: Общество „Знание“. УССР, 1980 — 48с.
  69. В. А., Герасимов Б. М., Токарев И. В. Синтез средств отображения информации: системный подход. Киев, 1986. — 14с. Препр./АН УССР. Ин-т кибернетики им. В. М. Глушкова., 86−2
  70. Л.Г., Хаскин A.M., Шаповалов В. Д. Оценка качества электроизмерительных приборов. Л., 198 281. Финни Д. Введение в теорию планирования эксперимента. Пер с англ. под ред. Ю. В. Линника. М.: Наука, 1970 — 287с.
  71. .С. Основы системологии. М.: Радио и связь, 1982 — 368с.
  72. К., Лецкий Э. К., Шефер В. Планирование эксперимента в исследовании технологических процессов. М.:Мир, 1977 — 541с. v -f*
  73. Д. Анализ процессов статистическими методами. Пер с англ. под ред. В. Г. Горского. М.: Мир, 1973 958с.
  74. A.M. Оптимальное управление технологическими процессами. -М.: Энергоатомиздат, 1986 400с.
  75. Г. Дисперсионный анализ. Пер с англ. М.: Физматгиз, 1963 -625с.
  76. И.Ф., Станякин В. М. Квалиметрия. М.:ВЗПИ, 1992 — 256 9.
  77. Й. Курс цифровой электроники. М.: Мир, 1987.
  78. Box G., Hunter W., Stuart J. Statistics for Experimenting., New York.: John Wiley&Sons, 1978
  79. Daniel C. Applications of statistics to industrial experimentation., New York.: John Wiley&Sons, 1976
  80. Kackar, Raghu. Taguchi’s quality philosophy: Analisis and commentary., ¦/ Quality progress, December 1986, pp. 21−29
  81. Ross P. Taguchi techniques for quality engeneering. New York.: McGraw-Hill, 1996−330 p.
  82. Taguchi G. System of experimental design (two volumes). ed. by Glassing. -UNIPUB / Kraus and ASI. — 1987
  83. Taguchi G. Introduction to quality engineering. Tokyo, Japan. Asian Productivity Organisation, UNIPUB / Kraus International Publication (White Plans N.Y.) and ASI, — 1986.
  84. Taguchi G., Yuin Wu. Introduction to Off-Line Quality control. Nogoya, Japan. Central Japan Quality Control Association. -1980
  85. Комплекс телеметрического контроля установок электрохимическойзащиты КТК-1., Паспорт ГК 1.000.000 ПС., ЗАО „Пантес“., С-Пб., 1997
  86. Комплекс технических средств „Веер“. Техническое описание иинструкция по эксплуатации. УАМ 1.219.000 ТО. С-Пб.: МГНПП1. Эскорт» -1993
Заполнить форму текущей работой

Сессия? Спокойно!