润滑油重质装置在线故障诊断专家系统的设计和开发

摘要

对于我国的石化企业来说，一方面具有较高的自动化水平，关键的生产过程普遍采用了DCS控制系统，通过DCS完成各种基本控制功能和生产过程监视，并通过DCS采集到大量的生产操作数据，这些数据对指导生产是非常重要的信息。然而，目前这些有用的信息并没有被充分利用起来。另一方面是有大批具有丰富经验的工程师、操作人员，他们的经验知识是企业安全运行的宝贵财富，如何利用这笔财富为企业创造更大的价值，并不断地积累知识，是各个企业应充分考虑的问题。因此，本文充分利用现场装置的历史数据和专家经验，设计开发了润滑油重质装置在线故障诊断专家系统。目前该系统正处于试运行阶段。 本文首先介绍化工过程的故障诊断技术，以及专家系统在化工故障诊断中的应用。在详细分析了润滑油重质装置的工艺流程的基础上，本文提出了润滑油重质装置在线故障诊断专家系统的整体设计方案。该设计方案把诊断系统分为过程监测、专家系统和人机接口三个部分。针对化工过程生产多变的特点，本文采用面向对象方法设计了过程监测的组态模块，使之可以通过替换监测图、修改监测点属性，添加监测点连线等方式，快速实现流程图的更换。 在知识表示上，总结出化工生产故障知识“故障现象(症状)——故障原因(症状)——操作建议”的表示方式，并把它自动拆分成3种产生式规则：事实规则、中间规则和结论规则。然后采用面向对象的方法把每一个故障现象封装成一个故障对象，并设计了故障对象的激活策略、推理方式、产生式规则，以及由一个故障对象激活另一个故障对象的故障传播策略。在此基础上，本文设计了一种多级、多元的知识库结构，有利于专家知识的组织和对知识库维护。为了维护知识库的完整性和一致性，本文设计了知识校验的过程，总结了重质装置用于描述故障知识的关键字，用关键字匹配算法进行知识校验。为了提高诊断效率，本文设计了一种面向对象的推理机模型，采用了两层的推理机结构和多线程的推理技术，减少了对规则的匹配次数，提高了推理机对系统的搜索效率。为了提高规则匹配的计算效率，本文充分利用了数据库的存储过程技术，利用SQL Server数据库强大的优化运算性能，实现对征兆表达式的计算。 最后，本文用C++Builder和SQL Server实现了诊断系统的软件开发，并在故障仿真器的基础上进行软件测试。测试结果表明，系统具有良好的快速检测和诊断的功能，能够区分不同的故障和进行多故障、故障传播的检测，并同时具有优异的通用性、开放性和可扩充性的功能。

目录

文摘

英文文摘

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第一章综述

第二章润滑油重质装置工艺流程介绍

第三章重质诊断系统的设计和实现

第四章面向对象的专家系统设计和实现

第五章重质故障诊断专家系统的实施与功能

结论与展望

参考文献

攻读学位期间发表论文及参与项目

致 谢