ЦИФРОВИЙ ДВІЙНИК ГАЗОВОГО МОТОР-КОМПРЕСОРА: КОНЦЕПЦІЯ, АРХІТЕКТУРА І ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНЕ ВПРОВАДЖЕННЯ
DOI:
https://doi.org/10.20998/0419-8719.2021.2.09Ключові слова:
цифровий двійник, газопоршневий компресорний агрегат, інтернет речей, модель прогнозуванняАнотація
Поєднання інформаційних і операційних технологій привело до нового способу виробництва, до нової технологічної революції, відомої як Industry 4.0. Цифровий двійник грає центральну роль в цій технології. Digital Twin - це інструмент для профілактичного обслуговування, який дозволяє моделювати різні варіанти відмов пристроїв з урахуванням їх режимів роботи, впливу навколишнього середовища і різного ступеня зносу. Їх можна розділити на два типи: прототип цифрового двійника та екземпляр цифрового двійника. Запропоновано концепцію створення цифрового двійника реального фізичного об'єкта дослідження - двигуна внутрішнього згоряння AJAX DPS-180 з газопоршневим компресором, який призначений для відкачування газу з газових свердловин. Особливістю його роботи є автономна тривала робота в польових умовах з віддаленістю обслуговуючого персоналу, прямим впливом навколишнього середовища і забезпеченням надійності та стабільності роботи. Тому відстеження параметрів роботи двигуна з подальшим прогнозуванням його відмов є особливо актуальним. Робота зі створення цифрового двійника для AJAX DPS-180 ведеться в кооперації та за підтримки компанії «Armco-Engineering» - оператора цього обладнання.
Показані шість етапів процесу створення цифрового двійника даного об'єкта: збір і попередня обробка даних про технічний стан реального об'єкта; раннє виявлення несправностей, прогнозування часу відмови; планування послуг; оптимізація фінансових і часових ресурсів на обслуговування. Оснащення реального об'єкта різними датчиками дозволило безперервно збирати дані про його технічний стан, а технології промислового Інтернету речей, такі як Big Data і predictive statistical model прогнозують час відмови з високою точністю.
Наведено розроблені та реалізовані схеми оснащення об'єкта обладнанням збору даних і схема потоку цих даних в Інтернеті речей. Основа системи збору даних - мікроконтролер, комплект датчика частоти обертання колінчастого вала і термопар, мультиплексор і 16-бітові аналого-цифрові перетворювачі, які перетворюють термо-ЕРС термопари. На даний момент реалізовані канали вимірювання частоти обертання, температур охолоджуючої рідини і відпрацьованих газів. Як хмарний агрегатор і носій цих даних запропоновано використовувати сервер ThingSpeak як віддалений ресурс. В якості аналізатора даних використовується інтегрований в ресурс математичний пакет MATLAB.
Посилання
Information Technology Gartner Glossary/Digital Twin, Accessed: 01.12.2019. [Online]. Available: https://www.gartner.com/en/information-technology/glossary/digital-twin.
Grieves, M. Origins of the Digital Twin Concept, Working Paper, Florida Institute of Technology /NASA. 08/2016, Available at (28th of February 2017): https://www.researchgate.net/publication/307509727_Origins_of_the_Digital_Twin_Concept.
V. Raghunathan/PrayingMantis.in, 2019, Entrepreneur/The Path to Digital Twins, Accessed: 01.12.2019. [Online]. Available: https://www.entrepreneur.com/article/332316.
Afefy I. Reliability-Centered Maintenance Methodology and Application: A Case Study / Islam H. Afefy // Engineering. – 2010. – vol.2. – p. 863-873.
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2021 Двигуни внутрішнього згоряння
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
