АННОТАЦИЯ 2
ВВЕДЕНИЕ 7
1 АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ
ИССЛЕДОВАНИЯ 9
1.1 Методы оценки состояния многокомпонентных труб 9
1.1.1 Рентгеноскопический метод 11
1.1.2 Электромагнитный метод контроля 13
1.1.3 Виброакустический метод 16
1.2 Выводы по первому разделу и постановка задач исследования 20
2 ИДЕНТИФИКАЦИЯ ДИНАМИЧЕСКИХ СИСТЕМ НА ОСНОВЕ
АВТОРЕГРЕССИОННОЙ МОДЕЛИ 21
2.1 Задача идентификации 21
2.2 Математическое описание моделей объекта управления 24
2.3. Параметрические модели в System Identification Toolbox 27
2.4 Построение авторегрессионной модели 34
2.5 Методика получения ARX-модели 37
2.6 Вывод по второму разделу 39
3 СРЕДА АВТОМАТИЗАЦИИ LabVIEW. РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНОГО МОДУЛЯ ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ВИБРОАКУСТИЧЕСКИХ ИЗМЕРЕНИЙ
В АВТОМАТИЗИРОВАННОМ РЕЖИМЕ 40
3.1 Введение в среду визуального программирования LabVIEW 40
3.1.2 Описание панели управления и функциональной панели 43
3.2 Оценка возможности автоматизации виброакустических измерений с
помощью среды автоматизации LabVIEW 46
3.3 Разработка системы диагностирования многокомпонетных труб 48
3.3.1 Коммутация устройств для обработки сигналов 48
3.3.2 Описание программного модуля 52
3.4 Снятие экспериментальных данных 57
3.5 Выводы по третьему разделу 60
4 ОБРАБОТКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ. ОЦЕНКА
СОСТОЯНИЯ МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ ТРУБ 61
4.1 Нахождение и преобразование ARX-модели 61
4.1.1 Нахождение ARX-модели в среде System Identification Toolbox 61
4.1.2 Преобразование полученной ARX-модели 66
4.2 Нахождение коэффициентов m, s, r 69
4.3 Базы данных 74
4.3.1 Базы данных в Excel 74
4.3.2 Базы данных в LabVIEW 78
4.4 Выводы по четвертому разделу 82
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 83
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 84
ПРИЛОЖЕНИЕ А 89
ПРИЛОЖЕНИЕ Б 106
Актуальность темы: Россия по протяженности трубопроводов различного назначения (около 2 млн км внутренних и 15 млн км наружных) занимает второе место в мире после США.
По оценкам специалистов Министерства по чрезвычайным ситуациям, аварийность трубопроводов ежегодно возрастает в 1,7 раза, и в XXI век эти системы жизнеобеспечения страны вошли изношенными на 50-70%. Сейчас на территории России действует 46800 км стальных трубопроводов диаметром от 530 до 1220 мм. Около половины нефтепроводов было построено 30-50 лет назад.
В настоящее время протяженность российских трубопроводов "в возрасте" более 20 лет составляет 37,1%; более 30 лет - 15,9%. На долю "двадцатилетних" нефтепроводов приходится до 29% от их общей протяженности, а 25% - уже перевалило рубеж в 30 лет. За последние 10 лет было обследовано 40 тыс. км магистральных нефтепроводов, выявлено 14 тыс. опасных дефектов. За последние 10 лет было обследовано 40 тыс. км магистральных нефтепроводов, выявлено 14 тыс. опасных дефектов.
Такое большое число дефектов в дальнейшем может привезти к авариям. Для предотвращения аварий необходимо проводить исследования образцов труб в лабораториях, для выявления дефектов на ранней стадии.
Исходя из этого, задача разработки лабораторно-измерительного комплекса на основе виброакустического метода является актуальной [1, с. 3¬4].
Научная новизна работы состоит в том, что в результате выполнения выпускной квалификационной работы разработана методика оценки состояния многокомпонентных труб.
Практическая значимость заключается в том, что результаты работы
имеют прикладное значение для оценки технического состояния многокомпонентных труб, принятия упреждающих мер для повышения надежности длительно эксплуатируемых трубопроводов в условиях ограниченности финансовых и материальных ресурсов при проведении реконструкции и ремонта дефектных участков.
Цель работы: разработка лабораторно-измерительного комплекса для оценки состава многокомпонентных труб.
Задачи:
1) провести анализ различных методов оценки состояния многокомпонетных труб;
2) описать возможность идентификации системы путем авторегрессионной модели;
3) разработать автоматизированный программный модуль в среде LabVIEW для оценки состояния многокомпонентных труб;
4) произвести обработку экспериментальных данных, оценить состояние имеющихся образцов многокомпонентных труб с помощью разработанного комплекса.
В процессе выполнения выпускной квалификационной работы проведен анализ различных методов оценки состояния многокомпонетных труб.
Проанализированы способы идентификации динамических систем на основе авторегрессионных моделей. Выбран наиболее оптимальный тип авторегрессионной модели, в большей степени подходящий для решения поставленных задач.
Разработан автоматизированный программный модуль в среде LabVIEW для снятие экспериментальных данных. С помощью созданного программного модуля сняты характеристики различных многокомпонентных сред.
Произведена обработка экспериментальных данных, описана методика нахождения и преобразования ARX-модели. Описана методика нахождения требуемых параметров m, s, r, определяющих состав многокомпонентной среды.
