Aktuální vydání

celé číslo

07

2020

Řízení distribučních soustav a chytrá města

Měření a monitorování prostředí v budovách a venkovním prostředí

celé číslo

Recenze: Diagnostické systémy

číslo 1/2002

Recenze: Diagnostické systémy
Kreidl, M. a kol.: Diagnostické systémy. Praha, Vydavatelství ČVUT 2001. Formát A5, 352 str., náklad 600 výt., ISBN 80-01-02349-4.

Kniha pojednává o základních diagnostických měřicích metodách používaných v elektrotechnických oborech (diagnostika slaboproudých a silnoproudých zařízení) a ve strojírenství (vibrodiagnostika, defektoskopie aj.). Teoretická část knihy obsahuje podklady pro využití umělé inteligence v diagnostice a integrálních transformací při zpracování signálu. Aplikační část se věnuje jednotlivým oblastem technické diagnostiky, jako je vibrodiagnostika, defektoskopie, diagnostika číslicových obvodů aj.

V úvodní části knihy jsou stručně vysvětleny některé základní pojmy z oblasti diagnostiky chápáné jako moderní diagnostika bezdemontážní a nedestruktivní. Opodstatněně je do knihy zahrnuta teorie diagnostického modelování. Zmínka o slovních (lingvistických) modelech předznamenává kapitoly o nenumerickém modelování. Co se týče rozpoznávání obrazu (pattern recognition), jsou vedle klasických metod rozpoznávání jmenovány i neuronové sítě jako základ neuronových expertních systémů, popř. fuzzy neuronových expertních systémů, uváděných v dalším textu.

Následující kapitola je věnována diagnostickým expertním systémům prosazujícím se, bohužel pozvolna, i do praxe. Uveden je v současné době již klasický expertní systém typu FEL-expert, který pracuje na principu řetězení (chaining).

Kapitola věnovaná fuzzy množinám a fuzzy logice obsahuje základní informace potřebné pro seznámení se s teorií fuzzy množin jako nového přístupu k popisu neurčitosti. Čtenářovi je přiblížena slovní proměnná, transformace na fuzzy množinu, inferenční mechanismus, defuzzifikace i základní operace na fuzzy množinách. V knize připomenutá Mamdamiho fuzzy implikace má v diagnostice dominantní postavení.

V kapitole zaměřené na analýzu vibrodiagnostických signálů použitím integrálních transformací jsou prezentovány vybrané metody transformace, počínaje Fourierovou. Je zmíněn efekt tzv. okénka (časové ohraničení sledovaného signálu), důležitý pro praxi, rychlá Fourierova transformace, Hilbertova transformace atd.

V kapitole Vibrodiagnostické systémy jsou uvedeny základní pojmy a přehled vybraných veličin a vztahů z oboru vibrodiagnostiky spolu s realizačními principy senzorů mechanického kmitání. Pozornost je také věnována vyhodnocování časového průběhu signálu ve vazbě na možné závady rotačního systému.

Hluk je významný diagnostický signál a hluková diagnostika je závažná i s ohledem na nové legislativní úpravy v EU a postupnou harmonizaci legislativy v ČR. Jde např. o direktivu 96/61/EC Integrated Pollution Prevention and Control (IPPC). Příslušná stať v knize v komprimované podobě prezentuje nezbytný matematický aparát, princip interference a problematiku měření hluku.

Samostatná kapitola je věnována akustické emisi a její využitelnosti v diagnostice. Jde o specifickou diagnostiku, která umožňuje odhalit např. změny ve struktuře materiálu (šíření poruchy) a má zásadní význam např. pro sledování stavu tlakových nádob.

V dalším textu jsou uvedeny optoelektrické diagnostické metody a na nich založené přístroje, umožňující nahlížet do nepřístupných vnitřních prostor a tím vlastně realizovat přímou bezdemontážní diagnostiku (např. sledovat stav lopatek turbín, vnitřní prostory převodovek apod.). Popsány jsou také přístroje využívající holografickou interferometrii pro vizualizaci malých tvarových deformací (mj. bezdotykové laserové interferometrické vibrometry) a infradiagnostické systémy pro bezdotykové měření teploty.

Defektoskopické systémy, popisované v samostatné kapitole, jsou vybudovány na nedestruktivních metodách zjišťování skrytých vnitřních i povrchových vad. Zpracovaný přehled metod je velmi široký. Jejich fyzikální principy jsou srozumitelně graficky prezentovány; jsou zde také uvedeny základní výpočtové vztahy.

V předposlední kapitole je charakterizován specifický diagnostický systém tvořený souborem metod a postupů umožňujících diagnostikovat izolační systémy jako – z hlediska teorie spolehlivosti – nejslabší místo elektrických strojů. Názorně jsou popsány dílčí úlohy, které je třeba při výstavbě systému v praxi řešit.

Závěrečná kapitola knihy je věnována popisu měřicích systémů (testerů, analyzátorů) pro diagnostikování desek s analogovými a číslicovými elektrickými obvody, jejich rozhraní a také sběrnic.

Lze říci, že autorský kolektiv, který spolu s hlavním autorem tvořili P. Houfek, J. Novák a J. Petr z Fakulty elektrotechnické ČVUT a J. Doubek z Rockwell Automation Ltd., Praha, odvedl velmi dobrou práci. Jejím výsledkem je velmi široká a na základě relativně nových poznatků zpracovaná kompilace problematiky diagnostických systémů (metod a postupů), sahajících od defektoskopie, přes optoelektrické a vibrodiagnostické systémy až po aplikaci metod a postupů náležejících do oboru umělé inteligence. Je zřejmé, že v daném rozsahu knihy nemohou být teoretické ani aplikační partie obsahově kompletní, a úplný přehled diagnostických metod a postupů v praxi ani sestavit nelze. Doplnit by bylo možné např. tribodiagnostiku anebo další metody. V této souvislosti je vhodné případné zájemce upozornit, že kromě postupů uvedených v knize, založených na hodnocení souboru naměřených dat, existují také další, doplňující, které umožňují identifikovat příčiny poruchy nebo odhalit nebezpečné stavy i velmi složitých systémů. Jde o postupy spíše spekulativní, založené na týmové spolupráci odborníků z různých oborů, a vždy o diagnostiku off-line.

Kniha úspěšně přispívá k zaplnění mezery v nabídce odborné literatury zabývající se technickou diagnostikou a souvisejícími odbornými disciplínami, citelné na technických školách i v praxi. Přestože je, jak sami autoři uvádějí v předmluvě, určena především studentům vybraných studijních oborů na Fakultě elektrotechnické ČVUT, lze předpokládat, že poslouží také inženýrům a konstruktérům i širší technické veřejnosti při řešení diagnostických úloh v elektrotechnice, strojírenství i v dalších oborech (bezpečnost, chemie atd.). Čtenářům se základními znalostmi z oblasti senzorů, elektronických obvodů, měřicích přístrojů, zpracování signálů aj. podává ucelený přehled o metodách technické diagnostiky. Ostatní seznamuje s teoretickými základy i v praxi používanými postupy diagnostiky, současně nabízí odkazy na literaturu vhodnou pro hlubší studium.

prof. Ing. František Babinec, CSc.,
Ústav procesního inženýrství, FSI VUT Brno

Inzerce zpět