Способ обнаружения аномалий в установке для очистки воды, оснащенной устройством для нагнетания кислорода в бассейн для очистки сточных вод Российский патент 2023 года по МПК G05B23/02 C02F3/26 

Настоящее изобретение относится к области очистки воды.

Точнее, настоящее изобретение относится к обнаружению аномалий при эксплуатации установок для очистки воды, при этом эти аномалии связаны с неисправностью устройств для нагнетания кислорода в резервуары для очистки. Этот кислород используется биомассой, которая находится в резервуарах, для поглощения загрязнения, присутствующего в воде.

Примеры таких устройств проиллюстрированы в следующих документах: WO2012160300A1, ЕР-995 485, FR-2594112А1.

Как и все роботы, эти устройства для нагнетания подвержены неисправностям.

Насколько известно Заявителю, в настоящее время не существует технического способа заблаговременного обнаружения неисправностей в таких устройствах: неисправности возникают в этих установках и устраняются «в процессе работы» в индивидуальном порядке.

Некоторые поставщики предлагают проводить регулярное техническое обслуживание этих устройств или даже регулярно менять их для предотвращения таких неисправностей. Однако такое профилактическое обслуживание или замена всегда обходятся дорого.

Следовательно, цель настоящего изобретения заключается в предоставлении нового способа заблаговременного обнаружения некоторых из таких неисправностей, позволяя, таким образом, увеличить время между техническим обслуживанием и срок службы устройства.

Как будет более подробно показано ниже, способ в соответствии с настоящим изобретением включает сравнение расхода газа (содержащего кислород), нагнетаемого устройством, с величиной тока (т.е. текучей средой/расходом сточных вод), проходящего через это устройство.

Прилагаемая [фиг. 1]: для лучшего понимания настоящего изобретения рассмотрим график на прилагаемой фиг. 1, на котором показаны два сигнала: расход кислорода (2, в м³/ч) и ток двигателя/расход текучей среды, проходящий(-ей) через устройство (1, в А), как функцию от времени, в течение заданного периода времени приблизительно 1 года в 2016/2017 гг. Следует отметить, что эти испытания проводили с применением устройства, такого как проиллюстрированное в вышеупомянутом документе WO2012/160300.

Можно увидеть, что трудно сделать выводы, потому что сигналы относительно зашумлены, и, в частности, невозможно определить, правильно ли работает устройство для нагнетания кислорода, применяемое на этой установке.

Прилагаемая [фиг. 2] и прилагаемая [фиг. 3]: затем было принято решение (см. прилагаемую фиг. 2 и прилагаемую фиг. 3) нарисовать новую кривую, представляющую величину (расход текучей среды, проходящей через устройство), на этот раз, не как функцию от времени, а как функцию от расхода кислорода, нагнетаемого устройством в очищаемую текучую среду (расход в м³/ч).

Теперь сигнал является более устойчивым. Именно на основе этого сигнала предлагается проводить диагностическое техническое обслуживание.

Поскольку сигнал очень устойчивый, можно нарисовать зону (продолговатая огибающая на фиг. 3), очерчивающую «штатную» эксплуатацию устройства.

Когда сигнал покидает очерченную зону на период времени, который считается значимым, например, целый день, считается, что может быть подан сигнал тревоги и запрошено диагностическое техническое обслуживание устройства.

Прилагаемая [фиг. 4] и прилагаемая [фиг. 5]: для подтверждения эффективности этого подхода рассмотрим прилагаемые графики на фиг. 4 и фиг. 5, на которых показаны те же сигналы, но за двухлетний период в 2016-2018 гг.

На фиг. 5 была добавлена новая зона над зоной, соответствующей «штатной» эксплуатации, при этом эта новая зона сформирована над первой; она соответствует новому периоду эксплуатации машины, который начался во время ее регулярного технического обслуживания, которое точно происходило в конце сентября 2017 г., что также хорошо видно на фиг. 4.

Алгоритм в соответствии с настоящим изобретением позволяет автоматически определять этот новый период эксплуатации. Таким же образом он сможет обнаруживать неисправности, будущие неисправности и другие аномалии.

Рассмотрим следующий пример алгоритма диагностического технического обслуживания, позволяющего осуществить настоящее изобретение:

1. Обучение в течение периода времени от t₁ до t_m:

а. сбор данных о величине (электрического тока I, в А) и расходе газообразного О₂ (Q в м³/ч), которые сами по себе определяют зону правильной эксплуатации Z={(Q_i,I_i)}i=_1...m.

2. Применение алгоритма при t>t_m:

с учетом нового интервала времени t, при этом расчет расстояния между новой точкой данных и зоной правильной эксплуатации проводится по следующей формуле:

позволяющей, как было показано выше, обнаружить аномалию и запросить операцию технического обслуживания, когда d>∈.

Пример продолжительности, которая рассматривается в качестве сигнала тревоги: целый день.

Пример данных ∈:1,0

Таким образом, настоящее изобретение относится к способу эксплуатации установки для очистки воды, в котором установка оснащена устройством для нагнетания газа, содержащего кислород, в сточные воды, при этом способ включает этап обнаружения аномалий при эксплуатации устройства, характеризующемуся тем, что этап обнаружения аномалий включает осуществление следующих мер:

- предоставление данных, характеризующих рабочее состояние устройства, при этом указанные данные включают показания расхода газа, нагнетаемого устройством, как функцию от времени, и показания тока/расхода текучей среды, проходящего(-ей) через устройство, как функцию от времени;

- предоставление системы получения и обработки этих данных, при этом указанная система снабжена алгоритмом обработки этих данных, способным осуществлять следующие определения:

a) осуществление этапа обучения, на котором система получает указанные показания, устанавливает в течение определенного периода времени обучения кривую изменения величины тока, проходящего через устройство, как функцию от расхода газа, нагнетаемого устройством, и определяет зону/огибающую, охватывающую эту кривую, при этом считают, что эта зона очерчивает штатную эксплуатацию устройства;

и

b) осуществление этапа применения алгоритма, на котором система получает в режиме реального времени, в течение определенного периода времени, кривую изменения величины тока, проходящего через устройство, как функцию от расхода газа, нагнетаемого устройством, и определение необходимости сделать вывод, что следует подать сигнал тревоги, например с целью запроса диагностического технического обслуживания устройства, если сигнал покидает указанную зону/огибающую в течение периода времени, который считается характерным.

Изобретение относится к области очистки воды. Способ эксплуатации установки для очистки воды содержит этап обнаружения аномалий, включающий реализацию следующих мер: предоставление данных, характеризующих рабочее состояние устройства, предоставление системы получения и обработки этих данных, осуществление этапа обучения, на котором система получает указанные показания, устанавливает в течение определенного периода времени обучения кривую изменения величины тока, осуществление этапа применения алгоритма, на котором система получает в режиме реального времени в течение определенного периода времени кривую изменения величины тока, проходящего через устройство. Техническим результатом изобретения является заблаговременное обнаружение неисправностей установки для очистки воды. 5 ил.

Способ эксплуатации установки для очистки воды, в котором установка оснащена устройством для нагнетания газа, содержащего кислород, в сточные воды, при этом способ включает этап обнаружения аномалий при эксплуатации устройства, отличающийся тем, что этап обнаружения аномалий включает реализацию следующих мер:

- предоставление данных, характеризующих рабочее состояние устройства, при этом указанные данные включают показания расхода газа, нагнетаемого устройством, как функцию от времени, и показания тока/расхода текучей среды, проходящего(-ей) через устройство, как функцию от времени;

- предоставление системы получения и обработки этих данных, при этом указанная система снабжена алгоритмом для обработки этих данных, способным осуществлять следующие определения:

a) осуществление этапа обучения в течение периода времени от t₁ до t_m, на котором система получает указанные показания, а именно: данные о величине электрического тока I в амперах и расходе газообразного кислорода Q в м³/ч, устанавливает в течение периода времени обучения кривую изменения величины тока, проходящего через устройство, как функцию от расхода газа, нагнетаемого устройством, и определяет зону/огибающую Z={(Q_i,I_i)}_i=1..m, охватывающую эту кривую, при этом считают, что эта зона очерчивает штатную эксплуатацию устройства;

и

b) осуществление этапа применения алгоритма при t>t_m, на котором система получает в режиме реального времени, в течение определенного периода времени, кривую изменения величины тока, проходящего через устройство, как функцию от расхода газа, нагнетаемого устройством, и определение необходимости сделать вывод, что следует подать сигнал тревоги, например с целью запроса диагностического технического обслуживания устройства, если сигнал покидает указанную зону/огибающую в течение периода времени, который считается характерным, при этом расчет расстояния между новой точкой данных и зоной штатной эксплуатации проводится по следующей формуле: