Эффективно создаем эффективные системы | Часть первая | Решаем задачу управления

Износ

С целью осуществления такого учета создаются самые разнообразные датчики, которые позволяют оценивать объемы потребленных продуктов операции.

Например, в процессе операции нагрева жидкости, мы можем оценить объем самой нагреваемой жидкости (специальный продукт) и, например, расход электроэнергии (энергетический продукт).

Однако для осуществления операции необходимы не только специальные и энергетические продукты. Проведение любой операции требует использования самых разнообразных механизмов, в том числе и технологических. Для операции нагрева жидкости с использованием электроэнергии одним из таких технологических механизмов является электрический тэн (механизм нагрева). В процессе эксплуатации технологический механизм изнашивается. Такой износ подобен расходу энергетического продукта. Но, если расход электроэнергии поддаётся непосредственному измерению, то учесть какой ресурс технологического механизма будет израсходован в процессе операции, невозможно измерить непосредственно. Определить расход ресурса того или иного механизма (его износ) можно только в том случае, если известна зависимость срока эксплуатации механизма от режима его функционирования.

Однако даже для простых механизмов, и то далеко не всегда, производитель даёт цифру отображающую срок службы (ресурс, время наработки на отказ) только для одного режима эксплуатации, который определяется как номинальный. Но ведь для проведения оптимальных операций режим функционирования технологического оборудования нужно выбирать исходя из конкретных условий. Следовательно, в общем случае оптимального управления технологический механизм может работать в режиме весьма далёком от оптимального.

Известно, например, что средний срок службы лампочки накаливания составляет 1000 часов. Что произойдет, если эксплуатировать лампочку в режимах отличных от номинального?

Для проведения такого исследования был создан специальный прибор (рис.1).
Блок-схема устройства для определения срока службы механизмов нагрева

Рис.1 Блок-схема устройства для определения срока службы механизма нагрева

Регулируемый источник напряжения позволяет изменять действующее значение напряжения в пределах от 20 до 350 В.

Вначале на пробной нагрузке устанавливается требуемое значение напряжения. Затем к прибору подключается исследуемая лампочка и осуществляется пуск. Запуск источника электроэнергии обеспечивает пуск таймера, который начинает отсчет времени функционирования лампочки. Датчик тока регистрирует ток, проходящий через нагрузку, и подает сигнал о наличии тока в таймер. Как только лампочка перегорает, ток в цепи нагрузки исчезает и таймер останавливается. Соответственно, показания таймера после выхода из строя лампочки отображают время, в течение которого наступает полный износ исследуемого механизма.