提升工业过程报警系统有效性的自适应管理策略

发布时间：2017-12-21 19:11

本文关键词：提升工业过程报警系统有效性的自适应管理策略　出处：《北京化工大学》2016年博士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：在流程工业生产过程中,由于报警系统的不完善会导致报警数量过多,大量无效报警、滋扰报警充斥在有效报警之中,超出操作员的处理能力,影响过程运行的安全性。因此,如何根据生产过程环境的变化,自适应地建立报警管理策略,更好地提升报警系统的有效性和指导操作员,成为报警系统优化的重要问题。本文针对工业过程变量中的随机模糊不确定性造成无关信息多、实时动态性差和报警范围不合理等问题,通过报警相关性研究对报警信息进行过滤和分类操作,实现对报警源的诊断和定位,设计了报警规则模板,然后针对报警的生成采取优化策略,进一步提高报警管理系统的性能。论文的主要工作包括以下几个方面：第一,建立了报警状态因果关系及时序关系的分析方法。基于报警数据,进行了因果报警关联性分析,结合模糊集合与Apriori算法,提出了一个报警模糊加权关联规则挖掘方法,并采用时间模糊Petri网对报警关联规则进行知识表达,建立了报警传播路径。第二,提出了一个实时状态报警优先级的分析方法。在随机干扰情况下,建立幅值裕度和时间裕度指标量化的报警风险评估模型和Markov报警风险状态转移过程的安全分析方法。利用粒子滤波方法估计动态Marko v过程状态转移矩阵和报警状态转移时间,预测未来时刻报警风险状态转移概率,通过实时反应状态量的变化确定报警严重性优先等级。第三,给出了工业过程滋扰报警的自适应管理策略。依据报警间隔和报警持续时间在线确定滋扰报警形式,提出自适应报警死区和报警延时器的计算方法。利用时间序列ARMA模型预测报警死区处理高频报警；利用报警间隔时间更新报警延时器参数处理低频报警。区分不同的报警产生机制,结合报警优化方法达到减少或者消除滋扰报警的目的。第四,建立了控制系统参数报警阈值的自适应管理策略。将随机优化设置机会约束引入到求解最优的控制退避值,通过LQG性能基准确定控制方差和输出方差的约束关系,根据约束的强制性和优化性,设定硬约束和软约束两级约束调整策略对报警限进行优化,在保证过程输出一定范围内的可操作性和可行性进行报警限调整,同时保证了上下层之间报警约束限的一致性。最后,对一个实际工业过程的报警系统进行了分析和优化设计。基于实际生产数据,分别进行了因果报警关联规则提取、报警路径分析和滋扰报警自适应管理策略的建立,验证了所提方法的有效性。
【学位授予单位】：北京化工大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP277

【参考文献】

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