模拟移动床控制系统故障诊断及远程监控的研究和实现

论文摘要

模拟移动床色谱分离技术是20世纪60年代发展起来的一种现代化分离技术,根据其工艺流程,设计了一套集散控制系统并且成功的应用到实际生产中。针对该系统在使用过程中出现的问题,论文对以下方面进行了研究:原有系统仅能实现对参数的超限报警,然而对系统中关键传感器的增益改变等隐性故障,却无能为力。为了提高传感器的可靠性,论文对基于信号处理和智能理论的故障诊断方法进行了研究。首先,根据闭环系统传感器输出可预测的特点,利用径向基(Radial BasicFunction, RBF)神经网络构造传感器时序预测模型,通过比较预测输出与实际输出的差值来检测故障的发生。其次,根据传感器故障信号的特点,采用小波分析的方法提取故障前后信号能量的变化作为故障特征,利用神经网络实现从故障特征向量到故障类型的映射,实现对故障的诊断。采用实测数据对上述方法进行验证,可实现诊断要求并能达到一定的精度。为了改变系统部门级监控的局限性,实现企业级的生产管理和调度,基于现场控制网络的结构特点,采用Web技术,数据库技术,ASP技术,ActiveX技术,实现了对监控数据的远程动态显示,数据的实时趋势图显示以及测量参数的超限报警功能。同时,作为一种远程决策支持系统,采用Matlab Web服务器技术和ActiveX组件技术实现了远程故障诊断系统的部分功能。通过实际使用效果来看,可达到预期的目标和功能。

论文目录

• 目录
• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 智能故障诊断概述
• 1.2.1 常用智能诊断方法
• 1.2.2 目前研究动向
• 1.3 远程监控与远程故障诊断
• 1.3.1 远程监控的特点
• 1.3.2 国内外研究现状
• 1.4 本课题主要研究内容
• 1.5 本论文的结构安排
• 参考文献
• 第二章 模拟移动床控制系统的结构
• 2.1 系统概述
• 2.1.1 系统流程图
• 2.1.2 工艺流程图
• 2.2 系统的软硬件结构
• 2.2.1 系统硬件结构
• 2.2.2 系统的软件结构
• 2.2.3 需要的改进
• 参考文献
• 第三章 模拟移动床故障诊断的方法研究
• 3.1 概述
• 3.1.1 故障诊断的概念和用途
• 3.1.2 故障诊断系统的结构
• 3.2 课题主要采用技术
• 3.2.1 数据预处理
• 3.2.2 径向基函数网络原理
• 3.2.3 小波分析
• 3.3 模拟移动床系统故障诊断概述
• 3.3.1 引言
• 3.3.2 系统诊断概述
• 3.3.3 离交柱PH 测控系统
• 3.3.4 PH 值传感器的故障模式
• 3.3.5 PH 值传感器故障可诊断性分析
• 3.4 基于时间序列预测的故障检测
• 3.4.1 引言
• 3.4.2 基于时间序列的传感器故障诊断
• 3.4.3 RBF 网络在PH 故障检测中的应用
• 3.4.4 小结
• 3.5 基于小波和 RBF 网络的故障诊断
• 3.5.1 引言
• 3.5.2 基于小波包变换的特征提取
• 3.5.3 模拟移动床PH 传感器故障诊断实例
• 3.5.4 小结
• 参考文献
• 第四章 模拟移动床远程监控和诊断的设计与实现
• 4.1 概述
• 4.1.1 远程监控系统的设计思路
• 4.1.2 软件主要实现技术
• 4.2 数据的远程动态显示
• 4.2.1 现场数据的获取
• 4.2.2 数据的Web 发布
• 4.2.3 数据的动态刷新
• 4.3 远程趋势图显示
• 4.3.1 ActiveX 趋势图控件的设计
• 4.3.2 ActiveX 控件的打包以及发布
• 4.4 远程报警显示
• 4.4.1 软件设计思想
• 4.5 基于Matlab Web 服务器远程故障诊断研究
• 4.5.1 引言
• 4.5.2 Matlab Web Server 原理
• 4.5.3 MATLAB Web 应用程序的开发
• 4.5.4 数据小波分析的具体实现
• 4.5.5 远程故障诊断的实现
• 4.5.6 小结
• 4.6 基于ActiveX 组件的远程故障诊断研究
• 4.6.1 引言
• 4.6.2 ActiveX 组件的使用
• 4.6.3 组件的开发与实现
• 4.6.4 结果的显示
• 4.6.5 小结
• 参考文献
• 第五章 总结与展望
• 5.1 总结
• 5.2 展望
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表论文清单