往复式压缩机故障诊断专家系统知识库构建与系统实现

往复式压缩机故障诊断专家系统知识库构建与系统实现

姚华堂[1]2004年在《往复式压缩机故障诊断专家系统知识库构建与系统实现》文中研究表明故障诊断专家系统具有综合多个专家的最佳经验、实现人—机联合诊断等优点,具有强大的生命力和广阔的应用前景。往复式压缩机是工业上应用量大面广的一种重要通用机械,针对其故障诊断的复杂性及其目前研究的现状,本文结合往复式压缩机和专家系统的基本知识,以C/C++为工具,在往复式压缩机故障诊断专家系统知识库的构建及示功图诊断方面进行了有益的尝试。 知识库的构建是专家系统的难点和核心内容。往复式压缩机因为结构复杂、零部件多、诊断知识复杂而难以获取与表示等原因使其知识库构建困难。本文尝试采用链表形式的数据结构、以C语言为工具来构建往复式压缩机故障诊断专家系统的知识库。具体步骤为:先将通过领域专家和资料查阅获得的粗糙的故障诊断知识用故障树进行深入分析,找出其内在的因果关系与逻辑关系;接着以故障树分析为基础,构建一个四列的二维表(分别为故障号、故障名、故障原因和处理方法);再以该四列二维表为基础形成结点,以这些结点构建链表,链表的创建过程即为故障诊断专家系统知识库的构建过程,链表结点的增、删、修改过程即为知识库的维护过程,链表的查询过程即为专家系统的推理过程。与常用的以树为数据结构构建的专家系统相比,这种构建方法更为简洁、维护也更方便。 对于往复式压缩机而言,其热力性能故障更多于机械性能故障,并且某些机械性能故障也会通过热力性能表现出来,而热力性能的变化又常常通过示功图的变化表现出来。因此,示功图诊断就成为往复式压缩机所独有(对旋转机械而言)的、对某些故障辨识又十分有效的诊断方法。在往复式压缩机故障诊断专家系统的实现中,本文采用与C兼容的VC++语言实现了系统的这一功能。

俞玉和[2]2010年在《往复式压缩机状态综合监控系统的研究》文中研究指明往复式压缩机是工业生产的关键设备,广泛应用于石油、化工、机械、冶金、食品等工业生产领域,由于它的工业环境恶劣,结构复杂,激励源众多,压缩机在运行过程中往往发生很多未知的故障,不但给压缩机的监测和控制带来了很大的困难,而且给工业生产造成重大的经济损失。为此,压缩机在线工况监测和故障诊断成为国内外专家研究的热点课题。论文首先介绍了往复式压缩机的分类、组成、特点以及工作原理,并对压缩机的理论工作循环和实际工作循环做了分析和比较,为后续示功图的绘制奠定了理论基础。其次,分析往复式压缩机的常见故障类型以及它们的表现形式,找到合适的监测方法,确定了能够全面表征压缩机工作状态和故障信息的检测量,针对往复式压缩机的振动信号的处理难点,采用时域、频域分析方法以及小波变换方法对检测信号进行处理。本文借鉴专家对往复式压缩机故障诊断的知识和经验,提出了压缩机故障诊断专家系统设计思路。在知识的获取上,采用了故障树的分析方法,并在压缩机故障树分析的基础上,通过产生式表示法构建了往复式压缩机故障诊断专家系统的知识库。最后,综合应用了计算机技术、检测技术、电子技术等技术,设计并研制了往复式压缩机状态综合监控系统,开发了基于组态软件的系统监控软件,给出了示功图的推算和绘制方法,实现了对往复式压缩机运行状态的监控和常见故障诊断。监控系统经实际运行表明,本系统实现了对往复式压缩机工作状态的实时监控和故障诊断,为进一步研究往复式压缩机在线状态监控及故障诊断系统提供了理论依据,积累了实际经验,具有一定的参考价值。

巩文科[3]2006年在《压缩机故障诊断专家系统的研究与实现》文中研究说明故障诊断专家系统具有综合多个专家的最佳经验、实现人—机联合诊断等优点,具有强大的生命力和广阔的应用前景。压缩机作为增减压设备,是工业上应用量大面广的一种重要通用机械。对压缩机开展故障诊断和预测可以有效的改善生产效率,提高生产量,降低生产成本。本文针对油田天然气压缩机的工作原理和常见故障,设计压缩机故障诊断专家系统,以C++ Builder为开发工具实现系统,该系统在实际工作中能正常运行,解决实际问题,对工业生产起到了较好的辅助作用。本文首先介绍了专家系统的知识背景,对专家系统的构成,工作原理,以及目前的发展状况做了较为详尽的阐述,然后结合资料对油田压缩机的结构,工作原理进行分析,说明。以表格的形式对压缩机常见故障进行分析,将故障分类,为系统诊断提供基础数据。以前面的章节为基础,提出了压缩机故障诊断专家系统的设计方案。知识库采用规则树的形式,用可视化的界面编辑规则树,在数据库中创建对应的规则表和树的结构表,完成对知识库的存储。创建基于规则树的推理机制,采用从树的叶子节点到根节点的完全遍历算法,最终推导出诊断结果。解释程序分为推理过程解释和规则解释,推理过程解释在程序中直接写入,当推理时可直接显示出来,规则解释在创建规则时进行编辑,与规则同时存储在知识库中,可以调出查看。系统的实现采用美国Inprise公司(原Borland公司)的C++ Builder 6.0和微软公司的SQL Server 2000作为开发工具。知识库的创建,推理机,解释程序等专家系统部分使用C++ Builder 6.0来实现,知识库的存储和检测数据的存储使用SQL Server2000数据库系统来完成。系统应用于油田油气压缩机的故障诊断,预测,运行效果良好,达到了预期的目的。

权春锋[4]2013年在《往复式压缩机故障诊断专家系统的开发》文中提出往复式压缩机由于适用压力范围广,压缩效率高,适应性强等特点使其在石油化工行业被广泛应用,是石油化工行业的通用机械设备之一。但是其零部件繁多、结构复杂、故障形式的多样化,维修保养起来十分困难,不能及时准确地找到故障原因会给现场维修技术人员带来很大的麻烦。如果能将故障原因和故障现象的关系准确地把握,并将其应用到往复式压缩机故障诊断方面,将会给现场的维修保养工作带来巨大的帮助。因此开发往复式压缩机故障诊断专家系统,对石油石化加工生产具有很大的帮助,是十分必要和迫切的。本文阐述往复式压缩机的工作原理和在石油化工行业的作用。对某油田的美国Cooper DPC800系列往复式天然气压缩机常见故障进行故障机理分析。一方面定性分析故障机理;另一方面运用公式定量分析故障机理,探索故障的根本原因。为了提高推理效率和准确性,故障诊断专家系统将事例推理和规则推理相结合,选择混合双向推理机制。在故障机理分析基础上,运用丰富的故障实例和现场专家知识探索故障原因,构建起故障诊断专家系统的知识库模型。使用VB语言编写往复式压缩机故障诊断专家系统,结合现场维修工程师知识经验和充足的历史故障数据训练知识库,提高诊断的可靠性和准确性。通过实际测试结果,说明往复式压缩机故障诊断系统具有很高的实用性,可为现场设备维修人员提供有效的技术支持。

江志农, 靳梦宇, 马波, 张进杰[5]2014年在《往复压缩机智能诊断专家系统的研究与应用》文中进行了进一步梳理往复式压缩机是流程工业安全生产的关键机组,由于缺乏有效的安全监控和故障预知手段,往复式压缩机存在故障率高、安全事故频发的特点。为有效降低往复式压缩机故障停机时间并减少安全事故,在对压缩机运动部件结构、功能和故障机理分析的基础上,针对往复式压缩机振动激励源多和故障关联性强的特点,开发了基于多传感器信息融合和正向推理的往复式压缩机智能诊断专家系统,通过提取敏感特征参数并建立和故障类型相关的独立诊断规则,实现了自动故障诊断。建立的往复式压缩机智能诊断专家系统已应用于国内多家石油炼化企业。实践证明:往复式压缩机智能诊断专家系统在机组异常时能够自动报警并给出故障诊断结论,提高了设备预知维修水平,保证了往复式压缩机运行的安全性、可靠性。

李芳[6]2011年在《往复式压缩机故障诊断技术研究》文中研究说明压缩机在各个领域,尤其在石油、化工、机械等行业中都是一种被广泛应用的设备,而往复式压缩机又是用的最多的压缩机之一,因此往复式压缩机的故障诊断技术的研究也就受到了国内外广大学者的广泛关注。也正是由于往复式压缩机的使用范围广,因此其结构类型各异,尺寸大小和压力高低差别很大,在各种使用场合下都有各自特别的要求和问题。而且,由于往复式压缩机结构复杂,零部件多,发生的故障也是多种多样的,因此对压缩机各部分的运行状态监测相对来说比较困难,其故障诊断方法也比较庞杂。引起压缩机故障的原因往往很复杂,其中一大隐患便是压缩机的振动,由外力或者内因引起的振动可大可小,强烈的振动则可能会将压缩机机座振裂、零部件联结机构损坏,严重的可能会导致压缩机停机,影响正常的生产生活。也只有通过振动测量,正确分析研究,找出振动的原因,才能有效采取减振措施。当然压缩机的故障也不仅仅是振动,还有很多其他的问题。本文叙述了往复式压缩机故障诊断的意义及研究现状,对往复式压缩机常见故障及机理进行了分析,并介绍了国内外一些常见的往复式压缩机状态监测与故障诊断的方法及其原理和特点,以及往复式压缩机的故障诊断方法的难点和发展方向,最后提出了利用简单易行的线性回归分析对压缩机故障进行诊断分析。对往复式压缩机的故障诊断方法研究有着重要的意义。

苏近[7]2013年在《煤层气集输故障诊断平台设计和压缩机故障诊断研究》文中指出随着国民经济的持续发展,石油、天然气等能源的需求量不断加大,供需矛盾更加突出。近年来,煤层气作为新开发的油气能源,受到我国政府的高度重视,因此国内煤层气资源的进一步开发利用是解决这能源供需矛盾的非常现实而有效的途径。国内煤层气开采和集输工艺较复杂,主要包括:井口低压采气,集气站集中输送,集中处理增压站增压外送。在煤层气集输过程中,各个设备的正常运转是至关重要的,如果有故障发生,会影响到煤层气的采气生产或外输过程,进而引起整个生产流程的连锁反应,导致整个生产及集输过程不能正常进行。研究分析表明,在煤层气集输的工艺中,井口采气系统和集中处理增压站压缩机易发生故障。及时对这些故障进行监测、诊断和处理,为煤层气正常生产和外输提供了安全保障,因此建立故障诊断系统对煤层气集输过程中的故障进行监测诊断具有现实意义。本文对煤层气集输过程的工艺流程做了详细充分的分析,并对此过程中关键设施设备的故障诊断方法在国内外的研究应用情况进行了深入的调查和比较,在此基础上,为满足软件设计的要求,本文采用Visual Stdio.NET2008和SQL Server2005作为开发平台,运用ADO.NET数据库访问技术,为沁水盆地潘河采气场设计了一套基于C#和Matlab混合编程的完善的煤层气集输故障诊断平台。本文对增压站压缩机的故障诊断进行了深入研究。首先深入地分析了增压站往复式压缩机DF-5/10-40的工作机理和故障模式,然后对各种智能化的故障诊断方法和理论进行学习研究。基于往复式压缩机故障与征兆之间具有的复杂性、不确定性和潜在模糊性关系,本文将模糊理论与神经网络理论相结合,构建了模糊神经网络联想记忆模型来进行故障诊断,实现了压缩机故障的智能诊断以及诊断知识库的自学习。运用具体实例数据对煤层气增压站往复式压缩机诊断推理算法进行了测试,证明了故障诊断的准确性和实用性。

张洋洋[8]2012年在《基于多Agent技术的往复式压缩机在线智能诊断系统研究》文中研究表明往复式压缩机是石油化工行业中使用最广泛的机械设备之一,作为工业生产的关键设备,它的运转情况关系到整个生产线安全可靠,研究往复式压缩机的状态监测与故障诊断具有现实意义和经济价值。传统智能方法在面对大型复杂系统故障诊断时具有一定的局限性,而多Agent的反应性、社会性和主动性等优点能够弥补当前智能诊断方法在工程应用中的缺陷,较好地解决大型复杂系统故障诊断问题。本文主要研究了多Agent技术在往复式压缩机故障诊断中的应用。在分析了往复式压缩机基本结构和工作原理的基础上,结合往复式压缩机以往的故障诊断经验,总结了往复式压缩机的典型故障及其故障特征。提出了一种基于多Agent的往复式压缩机故障诊断系统总体框架。设计了该框架中各Agent的结构和功能以及它们之间的协作关系,该框架具有较好的扩展性。提出一种基于模糊信息融合的往复式压缩机故障诊断方法。在多Agent往复式压缩机故障诊断系统中采用混合分解方法对诊断任务进行分解,即在高层采用结构分解,底层采用故障分解;采用改进的合同网方法对诊断任务进行分配;介绍了专家系统、神经网络和模糊逻辑叁种智能诊断方法与模糊信息融合方法,并通过仿真验证了模糊信息融合方法的有效性和准确性。开发了基于多Agent技术的往复式压缩机故障诊断系统。设计了往复式压缩机在线状态监测与故障诊断系统的整体方案,并详细阐述了该诊断系统的诊断对象、硬件组成和数据库的结构;然后利用LabVIEW和MATLAB混合编程开发出了基于多Agent技术的往复式压缩机故障诊断系统。该诊断系统已经应用于某石化车间往复式压缩机上,经过叁个月的试运行,诊断系统稳定而有效。

赵心怡[9]2012年在《往复压缩机故障诊断专家系统的研究与应用》文中指出往复式压缩机是石油化工行业的关键设备,一旦发生故障,将会给生产带来严重损失,甚至会使人们的生命财产安全遭到威胁。因此,必须采用有效的检测预防手段及时发现并排除故障。由于往复压缩机本身具有结构复杂、振源多等特点,并且国内对于往复压缩机的故障诊断研究起步较晚,因此,研究针对往复压缩机的故障诊断专家系统具有重要的实际意义。往复压缩机智能诊断的研究在国内起步较晚,借鉴离心压缩机专家系统的成功案例,对比当前有成功经验的多种智能诊断方法的优缺点,最终选择基于规则及案例的往复压缩机专家系统为往复压缩机智能诊断方法。本文只对基于规则的往复压缩机专家系统做了研究。本文对往复压缩机的常见故障进行了列举和总结,其中包括故障征兆及故障产生原因。在知识获取方面,总结了往复压缩机五大故障部位的十余种故障及其故障机理,并与监测信号相结合,总结了故障信号特征,并将故障及其信号特征对应起来。在结构设计上,对往复压缩机故障诊断专家系统采用了模块化的方式进行设计,建立ID命名规则对专家系统各模块的内容进行命名。在故障征兆的推理上,以故障监测部位为分类标准,结合实际诊断经验,制作了故障推理逻辑图,并加以验证。研究表明,往复压缩机故障诊断专家系统在实际的机组运行监测中可以发挥重要作用,能够起到发现早期故障、预测尚未发生的故障等作用。

谭文才[10]2012年在《基于Internet的压缩机远程监测与故障诊断技术研究》文中研究表明压缩机是工业领域的关键机械设备,一旦其出现异常或突发状况,往往会造成整套设备或机组的瘫痪,为企业和社会造成巨大的经济损失,甚至会引起重大的人员伤亡事故。所以及时的状态监测及故障诊断对安全生产有着重要意义。同时随着压缩机机组的复杂化、网络化的发展,传统的本地监测与诊断模式已很难满足诊断的需求,所以远程化与智能化成为了当前研究的热点。本文以螺杆压缩机为研究对象,建立压缩机远程监测平台以及智能故障诊专家系统。首先对远程监测平台的总体架构进行了研究,根据压缩机监测的实际需求,确定了其网络结构,并通过对当前软件平台结构的对比,确定了基于RIA的互联网应用框架,由CBX解决方案进行开发,并选用SQL Server2000数据库管理系统进行数据库开发。另外对于系统平台的网络安全策略,分别在硬件与软件上进行了相关研究。在对螺杆机基本结构及工作原理分析的基础上,总结出螺杆压缩机常见的故障。主要研究了基于振动信号的分析方法,包括时域分析、频域分析以及时频分析,并通过实测信号进行分析,以验证分析方法的可行性。传统基于规则的专家系统存在着知识获取“瓶颈”等问题,而神经网络因其具有并行、自适应性、自学习性等优点,有效地解决了传统专家系统遇到的问题。本文综合其各自优点,提出了神经网络专家系统,分析并确定了神经网络系统的结构。针对压缩机故障种类繁多的特点,采用集成神经网络的思想,将各类故障由诊断子网络进行诊断,最后再由决策网络进行融合。在诊断子网络的处理过程中,多传感器的局部信息融合则由D-S信息融合完成。最后,对神经网络专家系统的知识库进行了设计。最后设计开发出基于internet的压缩机远程监测及故障诊断系统,其功能包括数据采集与通信、实时监测、数据分析、信息查询与管理、权限管理、报表管理以及专家系统等等。

参考文献:

[1]. 往复式压缩机故障诊断专家系统知识库构建与系统实现[D]. 姚华堂. 浙江工业大学. 2004

[2]. 往复式压缩机状态综合监控系统的研究[D]. 俞玉和. 兰州理工大学. 2010

[3]. 压缩机故障诊断专家系统的研究与实现[D]. 巩文科. 西安理工大学. 2006

[4]. 往复式压缩机故障诊断专家系统的开发[D]. 权春锋. 西安石油大学. 2013

[5]. 往复压缩机智能诊断专家系统的研究与应用[J]. 江志农, 靳梦宇, 马波, 张进杰. 流体机械. 2014

[6]. 往复式压缩机故障诊断技术研究[D]. 李芳. 东北石油大学. 2011

[7]. 煤层气集输故障诊断平台设计和压缩机故障诊断研究[D]. 苏近. 大连理工大学. 2013

[8]. 基于多Agent技术的往复式压缩机在线智能诊断系统研究[D]. 张洋洋. 大连理工大学. 2012

[9]. 往复压缩机故障诊断专家系统的研究与应用[D]. 赵心怡. 北京化工大学. 2012

[10]. 基于Internet的压缩机远程监测与故障诊断技术研究[D]. 谭文才. 江南大学. 2012

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