化工装置开工导航与故障诊断技术研究

发布时间：2017-09-06 14:36

  本文关键词：化工装置开工导航与故障诊断技术研究

  更多相关文章： 开工过程 SOP 动态模拟 故障诊断 DTW

【摘要】：化工生产一般需要在高温、高压的环境中进行持续作业,生产条件要求苛刻,开工过程是极其重要的环节,任何疏忽或处理不当都极易产生事故,因此,对化工装置开工过程进行智能导航和监控是非常有必要的。本文对开工过程中的SOP(Standard Operation Procedure,标准操作程序)和故障诊断策略进行了深入地研究,并应用于开工操作导航与监测系统中。本文研究了化工装置开工SOP的特点,建立了一套图形化SOP理论模型,并借助化工装置导航系统,实现了开工过程中的人机交互。然后,针对开工过程的非稳态特性,提出了一种基于动态模拟的DPCA故障诊断策略。通过建立严格的机理模型进行动态模拟获得模拟变量数据,利用DTW(Dynamic Time Warping,动态时间归整)计算监测变量和模拟变量数据之间的差异度,结合PCA(Principal Component Analysis,主元分析)对残差变量进行故障诊断,并在青霉素仿真平台上进行了案例研究。图形化的SOP系统可对开工过程进行操作上的指导,一旦发生故障并不能起到及时诊断的作用。因此,当导航系统监测到有故障时,立即激发该故障诊断策略进行诊断和识别。两者相辅相成,从操作程序和数据监测两方面确保开工过程的顺利进行。本文将该导航与监测系统在实验室规模的温控试验中进行了验证。结果表明,该系统图形化的SOP导航模型更符合操作人员的习惯,可及时给予指导,并可及时地对故障进行诊断。最后,本文给出了一种智能一键开工的方法,并在实验室规模的开工过程中进行了验证。
【关键词】：开工过程 SOP 动态模拟 故障诊断 DTW
【学位授予单位】：青岛科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ050.7
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-7
• 前言7-9
• 1 绪论9-19
• 1.1 化工装置开工安全运行9-11
• 1.1.1 化工装置开工过程特点分析9-10
• 1.1.2 开工过程指导的重要性10
• 1.1.3 化工装置安全生产的重要性10-11
• 1.2 SOP现状11-13
• 1.2.1 SOP概述11
• 1.2.2 研究与应用现状11-12
• 1.2.3 开工过程SOP的重要性12-13
• 1.3 开工过程故障监测与诊断13-17
• 1.3.1 故障诊断概述13-14
• 1.3.2 开工过程故障监测和诊断的特殊性14-15
• 1.3.3 开工过程故障监测和诊断研究现状15-17
• 1.3.4 开工过程故障监测与诊断重要性17
• 1.4 论文研究的意义和内容17-19
• 1.4.1 选题的背景和意义17-18
• 1.4.2 研究的主要内容18-19
• 2 开工SOP理论模型建立19-35
• 2.1 开工图形化SOP理论模型研究19-25
• 2.1.1 流程切割原则19-21
• 2.1.2 关键模块分类21-22
• 2.1.3 条件分类22-23
• 2.1.4 操作关系分类23
• 2.1.5 建模人机接口设计23-25
• 2.2 开工SOP模型可视化和可控化25-27
• 2.2.1 SOP可视化25
• 2.2.2 SOP可控化25-27
• 2.3 SOP模型的实际应用27-34
• 2.4 小结34-35
• 3 开工过程故障诊断算法研究35-53
• 3.1 开工过程故障诊断策略的提出35-43
• 3.1.1 基于动态模拟的 DPCA 故障诊断策略35-37
• 3.1.2 算法简介37-43
• 3.2 案例分析43-52
• 3.2.1 青霉素案例简介43-45
• 3.2.2 青霉素仿真动态模型建立45-47
• 3.2.3 诊断过程及结果分析47-52
• 3.3 小结52-53
• 4 化工装置开工导航与监测系统开发53-69
• 4.1 系统研发53-56
• 4.1.1 技术路线研究53
• 4.1.2 开工系统导航功能53-55
• 4.1.3 开工系统故障诊断功能55-56
• 4.2 系统硬件环境56-57
• 4.3 开工导航系统的应用57-64
• 4.3.1 模拟装置反应釜开工实验装置简介57-59
• 4.3.2 工艺说明及控制目标59
• 4.3.3 实时导航及故障诊断59-64
• 4.4 智能一键开工64-67
• 4.4.1 网络控制方案64-66
• 4.4.2 控制方案及效果66-67
• 4.5 小结67-69
• 结论69-71
• 参考文献71-75
• 致谢75-77
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文目录77-78

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本文编号：803702