天然气压缩机智能故障诊断系统研发

【摘要】：在天然气加气子站中,压缩机的压缩介质是易燃易爆的气体,一旦达到爆炸极限浓度,就会发生压缩机燃烧爆炸事故,压缩机的运行状态正常与否直接影响到加气站的经济效益,甚至引发安全事故。因此,综合运用数据采集、自动控制、计算机网络、信息技术、人工智能等先进技术,研发面向天然气压缩机的实时监控与智能故障诊断系统,将对天然气压缩机单台设备的本地监控扩展到对多台设备的远程监控,实现对现场设备的集中管理,提高对天然气压缩机的实时监控与故障诊断、排除效率,就成为发展趋势。本文以西安昆仑液压传动机械厂生产的天然气压缩机为研究对象,结合公司实际情况与压缩机客户方的需求,开展了对压缩机智能故障诊断系统的综合性研究。首先,本文简单阐述了天然气压缩机的工作原理,总结了天然气压缩机运行过程中常见的故障,为案例库的建立奠定了基础,借鉴国内外设备故障诊断技术构建集成基于规则推理技术(Rule-based Reasoning,简称RBR)与基于案例推理技术(Case-based Reasoning,简称CBR)的天然气压缩机智能故障诊断系统原型。其次,在对故障诊断系统知识获取、知识表示、检索方法、系统修正等环节进行全面分析的基础上,提出融合RBR与CBR技术构建系统的集成推理模型:利用人工主动获取的方式从领域专家那里获得知识建立知识库;采用决策树的方式表示规则、案例框架描述故障案例,利用数据库将规则库和案例库综合在一起进行表示;利用k-NN方法完成系统的检索;并将衍生类比法用于案例库的修正,完成对天然气压缩机智能故障诊断系统运行原理的解释。最后,使用Java编程语言,开了发基于MySQL5.5数据库的智能故障诊断系统,实现对天然气压缩机的集中实时监控和故障的智能诊断。在压缩机出现故障时,系统能够对加气子站的压缩机进行实时监控并自动、快速、准确地分析故障原因、确定故障部位并给维修人员提供维修方案,有效地解决天然气压缩机故障诊断的瓶颈问题。经过企业的现场测试,验证了所开发的智能故障诊断系统的可行性、准确性和灵活性,系统的实施能有效减轻企业维修人员的劳动强度,减少设备维修及出差带来的额外费用和因压缩机停机带来的经济损失,对企业及用户均具有实际经济效益。 【关键词】：天然气压缩机 智能故障诊断系统 案例推理 数据库 最邻近算法
【学位授予单位】：广东海洋大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH45
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-16
• 1.1 课题研究背景与意义9-10
• 1.2 国内外研究状况和发展10-14
• 1.2.1 故障诊断技术的研究10-13
• 1.2.2 故障诊断技术在压缩机诊断中的应用13-14
• 1.3 论文主要研究内容与结构安排14-16
• 2 天然气压缩机智能故障诊断系统设计16-23
• 2.1 天然气压缩机的简介16-19
• 2.1.1 天然气压缩机的工作原理16-17
• 2.1.2 天然气压缩机的常见故障17-19
• 2.2 天然气压缩机智能故障诊断系统设计19-22
• 2.2.1 天然气压缩机智能故障诊断系统框架19-21
• 2.2.2 天然气压缩机故障诊断系统的诊断流程21-22
• 2.3 本章小结22-23
• 3 天然气压缩机故障诊断系统集成推理模型23-41
• 3.1 故障诊断系统知识获取24-26
• 3.1.1 知识获取步骤24
• 3.1.2 知识获取方式24-26
• 3.2 故障诊断系统的知识表示26-32
• 3.2.1 案例推理简介26-27
• 3.2.2 知识表示方法27-32
• 3.3 基于k-NN的故障诊断系统检索32-34
• 3.3.1 最近邻算法（k-NN）33-34
• 3.3.2 基于k-NN的故障诊断系统检索34
• 3.4 故障诊断系统的修正34-36
• 3.4.1 CBR系统的修正技术34-35
• 3.4.2 故障诊断系统中案例的修正35-36
• 3.5 融合CBR-RBR混合推理模型36-40
• 3.5.1 故障诊断系统中数据处理方式37-38
• 3.5.2 CBR与RBR集成推理故障诊断过程38-40
• 3.6 本章小结40-41
• 4 天然气压缩机故障诊断系统的实现41-51
• 4.1 故障诊断系统中监控平台的搭建41-42
• 4.1.1 现场环境的搭建41
• 4.1.2 故障诊断系统的后台线程41-42
• 4.2 故障诊断系统的数据管理42-45
• 4.3 智能故障诊断系统的具体实现45-50
• 4.3.1 系统诊断的实现45-47
• 4.3.2 系统诊断的流程47-49
• 4.3.3 系统测试结论49-50
• 4.4 本章小结50-51
• 5 总结与展望51-53
• 5.1 总结51
• 5.2 展望51-53
• 参考文献53-60
• 附录60-64
• 致谢64-65
• 作者简介65-66
• 导师简介66

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