Развитие аппаратной базы систем автоматизации и компьютерных технологий позволяет реализовывать новые технологии эксплуатации не только отдельных видов оборудования или автономных объектов, но и сложных систем в целом, к которым можно отнести компрессорные станции (КС) магистральных газопроводов (МГ) ПАО «Газпром». АСУ КС призваны решать главные задачи транспорта газа [1–5] – повышение надежности, долговечности работы МГ, энергетической эффективности и безопасности эксплуатации. Поэтому процессу совершенствования мониторинга КС и реализации автоматизированных систем контроля на основе компьютерной техники уделяется большое внимание [6–9].
Требования по оснащению системами мониторинга основного технологического оборудования КС содержатся во многих документах, которые регламентируют осуществлять контроль работоспособности, надежности и безопасности оборудования КС с помощью технических и программных средств мониторинга. Поэтому для автоматизации выполнения процедур мониторинга необходимо формализовать (получить адекватное математическое описание) физические процессы в объекте контроля и диагностирования (динамики старения изоляции обмоток статора машин) [10–13].
Как известно, синхронные высоковольтные электродвигатели (СД) ЭГПА, применяемые на КС, достаточно сложные электрические машины [14–17]. Их можно формализовать с различной степенью детализации характеристик (состоянию их функциональных узлов; режимным параметрам; тепловому и вибрационному состоянию; схеме внешних подключений и внутренних соединений). Каждый уровень детализации может быть описан соответствующей математической моделью прогноза технического состояния, позволяя использовать для обработки и хранения информационных баз данных общепромышленные встроенные компьютеры.
Наиболее целесообразной при выборе модели мониторинга электродвигателей ЭГПА является функциональная диагностическая модель, при использовании которой входные воздействия элементарных проверок определены заранее рабочим алгоритмом работы объекта и выбору подлежат только составы контролируемых параметров объекта диагностирования. При таком подходе средства диагностирования, как правило, являются встроенными в объект мониторинга, а сигналы об изменении состояния изменяются при нарушении штатной работы СД. В этом случае для контроля и диагностики электродвигателя могут быть использованы существующие и вновь разработанные датчики режимных электромагнитных и механических величин, характеризующих работу исследуемого СД, а функциональную модель исправного двигателя легко формализовать с помощью контроллера. В данном случае такую модель можно использовать и при диагностировании состояния электродвигателя, т. к. в результате мониторинга каждый раз определяется не более чем одна характеристика указанного процесса эволюции для текущего момента времени. При этом можно получить предысторию (динамику) развития процесса изменения состояния двигателя в прошлом и настоящем.