热工控制系统在线分析与故障诊断系统的研制
|
摘要
本文是在湖南省电力公司科技项目“热工控制系统故障诊断研究”的基础上成文的。本文从应用的角度探讨了火电厂热工控制系统的在线分析与故障诊断实现过程中所涉及的数据获取、诊断策略、实现方法、人机界面等问题。本文首先从理论上讨论了数据获取、执行器典型故障的诊断及控制系统闭环分析等内容；然后重点讲述了“热工控制系统在线分析与故障诊断系统”的软硬件构成、设计方案、软件开发、系统功能以及现场应用情况。目前该系统已经在湖南湘潭电厂投入使用，并取得良好的效果。
The paper is finished based on the technological project "The Research of Fault Diagnosis for Thermal Autocontrol System" of the Hunan Electric Power Company. In the applied viewpoints, data acquisition, diagnosis policy, method, user interface and so on, which is involved in analysis online and fault diagnosis, are discussed in the thermal control system of the power plant. In the first, data acquisition, the diagnosis of the representative actuator faults and the closed analysis of the control system are discussed; then the contents of the "Thermal Control System Analysis online and Fault diagnosis System" particularly are described. These contents include the constitution of the software and the hardware, design project, software development, system's functions and the applications on the spot, and so on. Now, this system has already been applied to the HuNan XiangTan Power Plant, and has obtained well effects.
Niu Zheng (Control Theory and Control Engineering)
Directed by Prof. Niu Yuguang.
The paper is finished based on the technological project "The Research of Fault Diagnosis for Thermal Autocontrol System" of the Hunan Electric Power Company. In the applied viewpoints, data acquisition, diagnosis policy, method, user interface and so on, which is involved in analysis online and fault diagnosis, are discussed in the thermal control system of the power plant. In the first, data acquisition, the diagnosis of the representative actuator faults and the closed analysis of the control system are discussed; then the contents of the "Thermal Control System Analysis online and Fault diagnosis System" particularly are described. These contents include the constitution of the software and the hardware, design project, software development, system's functions and the applications on the spot, and so on. Now, this system has already been applied to the HuNan XiangTan Power Plant, and has obtained well effects.
Niu Zheng (Control Theory and Control Engineering)
Directed by Prof. Niu Yuguang.
引文
[1] 邵惠鹤，流程工业自动化发展趋向与先进控制技术，自动化博览，2002，(2)：27～32
[2] 王常力，我国流程工业自动化发展趋势初探，世界仪表与自动化，2000，(4)：52～56
[3] 孙优贤，用工业自动化技术提升我国传统产业，自动化博览，2002，(1)：5～9
[4] 彭钢，王红燕，热工自动控制系统诊断技术的研究，河北电力技术，1997，16（3）：1～6
[5] 黄孝彬，牛玉广，容错控制及其在火电厂中的应用，电力情报，2000，(4)，1～3
[6] 孙长生，浙江省电厂热工控制系统故障统计分析，浙江电力，2001，(5)：38～40
[7] 刘俭，大型火电机组热控装置故障分析与预防，中国电力，1998，31(1)：7～10
[8] Frank P M, Fault diagnosis in dynamic systems using analytical and knowledge-based redundancy a survey and some new results, Automatic, 1990,26(3): 459~474
[9] Gross H N, Migyanko B S, Application of supercontroller to fighter aircraft reconfiguration, Proc. Of American Control Conference, 1988, 2232~2237
[10] Singh M.G, New Approach to Failure Detection in Large-scale System, IEE Proc. D, Control Theory Application, 1983,130(5): 347~352
[11]姜云春，梁勤亚，基于故障字典的运载火箭控制系统的故障诊断方法，指挥技术学院学报，2001，12(1)：57～59
[12]陈君国，史进渊，汽轮机控制系统现场故障诊断技术的研究，动力工程，1999，19(6)：419～422
[13]黄宗文，程广振，刘刚华，设备状态监测故障诊断技术的应用，煤炭科学技术，1997，19(4)：4～6
[14] 张洪钺，闻新，周露，国内控制系统故障诊断技术的现状与展望，火力与指挥控制，1997，22(3)：1～6
[15] 徐章遂，房立清，王希武，等，故障信息诊断原理及应用，北京：国防工业出版社，2000，1～10
[16] 周东华，叶银忠，现代故障诊断与容错控制，北京：清华大学出版社，2000，
3～10
[17] 蒋慰孙，赵捧，对过程监测系统的若干看法，化工自动化及仪表，1995，22(3)：3～7
[18] Willsky A S, A Survey of Design Methods for Failure Detection in Dynamic System, Automatica, 1976(12): 601~611
[19] Isermann R, Process Fault Detection Based on Modeling and Estimation Methods-A Survey, Automtica, 1984(20): 387~404
[20] 路林吉，饶家明，数据采集技术概论，电子技术，2000，(2)：49－52
[21] 王中胜，袁应钦，孙万云，等，INFI-90与PC机接口的应用程序开发，华北电力大学学报，1999，24(4)：93～96
[22] 王中胜，INFI-90数据采集与处理系统的开发及应用，（硕士学位论文），保定，华北电力大学动力系，2000
[23] 奥那，ORACLE开发人员指南，北京：机械工业出版社，1998
[24] 卢朝霞，ORACLE数据库系统应用实例集锦与编程技巧，北京：清华大学出版社，1993
[25] 许继钢，郑慧莉，电厂管理控制一体化信息系统的发展，电力系统自动化，2001，25(7)：59～63
[26] 黄焰，李麟章，发电厂新营运模式下AGC的实施，电力系统自动化设备，2001，21(12)：46～48
[27] M.Borairi and H Wang, Actuator and Sensor Fault Diagnosis of Non-linear Dynamic Systems via Genetic Neural Networks and Adaptive Parameter Estimation Technique, Proceedings of the 1998 IEEE International Conference on Control Applications, 1998: 278~282
[28] Chosei Kaseda, Akira Ohtsuka ,Fumio Nagasaka, Online Control Valve Diagnostics, Valves Power Plant, 1998, (4):75~88
[29] S. Salter, Valve diagnostics using stem load measurements, Valves Power Plant Dev. Test, 1989, (6): 131~137
[30] Li Chun Bo, D.Pavelescu, The Friction-Speed Relation and its Influence on the Critical Velocity of Stick-Slip Motion, Wear, 1982, 82(3), 232~243
[31] Alexander Horch, A simple method for oscillation diagnosis in process control loops, Proceedings of the 1999 IEEE International Conference on Control Applications, 1999, (8), 22~27
[32] 王志宏，王永骥，控制系统执行器故障的一种诊断方法，中国控制会议，1996：752～756
[33] Sira-Ramirez, Hebertt j and Zak Stainslaw H, The Adoption of Perceptions
with Application to Inverse Dynamic Identification for Unknown Dynamic Systems, IEEE Trans. On SMC, 1992,21(3): 634~642
[34] 闻新，张洪钺，周露，控制系统的故障诊断和容错控制，北京：机械工业出版社，1998，22～37
[35] 周东华，控制系统的故障检测与诊断技术，北京：清华大学出版社，1994，157～195
[36] 王永骥，涂健，神经元网络控制，北京：机械工业出版社，1998，159～228
[37] 马欣欣，火电厂优化软件的应用及前景，中国电力，1999，32(6)：41～44
[38] 周原冰，刘国，火电大机组运行分析与专家支持系统，动力工程，2000，20(5)：876～879
[39] 李遵基，热工自动控制系统，保定：华北电力大学，1999，2～7
[40] 周杰新，严惟震，Foxboro公司I／A Series控制系统功能简介及应用，贵州电力技术，2001，4(3)：33～34
[41] 陶永华，新型PID控制及其应用，北京：机械工业出版社，1998，220～264
[42] 张颖，冯纯伯，闭环系统辨识的偏差最小二乘法，自动化学报，1997，23（3）：308～313
[43] 张玉泽，张兆新，李得林，等，过热汽温对象的在线闭环辨识，电厂技术，1989，(2)，37～42
[44] 方崇智，萧德云，过程辨识，北京：清华大学出版社，1988，361～395
[45] 贾宏宇，施仁，基于VFP的DCS监控软件设计，计算机工程与科学，1999，21(2)：88～91
[46] 滕小羽，黄健，面向对象的水电厂计算机监控软件 (EC2000)，电力系统自动化，2002，(2)：67～68
[47] 张宜华，精通MATLAB5，北京：清华大学出版社，1999，1～150
[48] 刘志俭，MATLAB应用程序接口用户指南，北京：科学出版社，2000，306～332
[49] 官章全，刘加明，Visual C++ 6.0类库大全，北京：电子工业出版社，1999
[50] David J. Kruglinski，Visual C++技术内幕，北京：清华大学出版社，1998
[51] 刘刀桂，Visual C++实践与提高—数据库篇，北京：中国铁道出版社，2001
[52] David Bennett，Visual C++5开发人员指南，北京：机械工业出版社，1998
[2] 王常力，我国流程工业自动化发展趋势初探，世界仪表与自动化，2000，(4)：52～56
[3] 孙优贤，用工业自动化技术提升我国传统产业，自动化博览，2002，(1)：5～9
[4] 彭钢，王红燕，热工自动控制系统诊断技术的研究，河北电力技术，1997，16（3）：1～6
[5] 黄孝彬，牛玉广，容错控制及其在火电厂中的应用，电力情报，2000，(4)，1～3
[6] 孙长生，浙江省电厂热工控制系统故障统计分析，浙江电力，2001，(5)：38～40
[7] 刘俭，大型火电机组热控装置故障分析与预防，中国电力，1998，31(1)：7～10
[8] Frank P M, Fault diagnosis in dynamic systems using analytical and knowledge-based redundancy a survey and some new results, Automatic, 1990,26(3): 459~474
[9] Gross H N, Migyanko B S, Application of supercontroller to fighter aircraft reconfiguration, Proc. Of American Control Conference, 1988, 2232~2237
[10] Singh M.G, New Approach to Failure Detection in Large-scale System, IEE Proc. D, Control Theory Application, 1983,130(5): 347~352
[11]姜云春，梁勤亚，基于故障字典的运载火箭控制系统的故障诊断方法，指挥技术学院学报，2001，12(1)：57～59
[12]陈君国，史进渊，汽轮机控制系统现场故障诊断技术的研究，动力工程，1999，19(6)：419～422
[13]黄宗文，程广振，刘刚华，设备状态监测故障诊断技术的应用，煤炭科学技术，1997，19(4)：4～6
[14] 张洪钺，闻新，周露，国内控制系统故障诊断技术的现状与展望，火力与指挥控制，1997，22(3)：1～6
[15] 徐章遂，房立清，王希武，等，故障信息诊断原理及应用，北京：国防工业出版社，2000，1～10
[16] 周东华，叶银忠，现代故障诊断与容错控制，北京：清华大学出版社，2000，
3～10
[17] 蒋慰孙，赵捧，对过程监测系统的若干看法，化工自动化及仪表，1995，22(3)：3～7
[18] Willsky A S, A Survey of Design Methods for Failure Detection in Dynamic System, Automatica, 1976(12): 601~611
[19] Isermann R, Process Fault Detection Based on Modeling and Estimation Methods-A Survey, Automtica, 1984(20): 387~404
[20] 路林吉，饶家明，数据采集技术概论，电子技术，2000，(2)：49－52
[21] 王中胜，袁应钦，孙万云，等，INFI-90与PC机接口的应用程序开发，华北电力大学学报，1999，24(4)：93～96
[22] 王中胜，INFI-90数据采集与处理系统的开发及应用，（硕士学位论文），保定，华北电力大学动力系，2000
[23] 奥那，ORACLE开发人员指南，北京：机械工业出版社，1998
[24] 卢朝霞，ORACLE数据库系统应用实例集锦与编程技巧，北京：清华大学出版社，1993
[25] 许继钢，郑慧莉，电厂管理控制一体化信息系统的发展，电力系统自动化，2001，25(7)：59～63
[26] 黄焰，李麟章，发电厂新营运模式下AGC的实施，电力系统自动化设备，2001，21(12)：46～48
[27] M.Borairi and H Wang, Actuator and Sensor Fault Diagnosis of Non-linear Dynamic Systems via Genetic Neural Networks and Adaptive Parameter Estimation Technique, Proceedings of the 1998 IEEE International Conference on Control Applications, 1998: 278~282
[28] Chosei Kaseda, Akira Ohtsuka ,Fumio Nagasaka, Online Control Valve Diagnostics, Valves Power Plant, 1998, (4):75~88
[29] S. Salter, Valve diagnostics using stem load measurements, Valves Power Plant Dev. Test, 1989, (6): 131~137
[30] Li Chun Bo, D.Pavelescu, The Friction-Speed Relation and its Influence on the Critical Velocity of Stick-Slip Motion, Wear, 1982, 82(3), 232~243
[31] Alexander Horch, A simple method for oscillation diagnosis in process control loops, Proceedings of the 1999 IEEE International Conference on Control Applications, 1999, (8), 22~27
[32] 王志宏，王永骥，控制系统执行器故障的一种诊断方法，中国控制会议，1996：752～756
[33] Sira-Ramirez, Hebertt j and Zak Stainslaw H, The Adoption of Perceptions
with Application to Inverse Dynamic Identification for Unknown Dynamic Systems, IEEE Trans. On SMC, 1992,21(3): 634~642
[34] 闻新，张洪钺，周露，控制系统的故障诊断和容错控制，北京：机械工业出版社，1998，22～37
[35] 周东华，控制系统的故障检测与诊断技术，北京：清华大学出版社，1994，157～195
[36] 王永骥，涂健，神经元网络控制，北京：机械工业出版社，1998，159～228
[37] 马欣欣，火电厂优化软件的应用及前景，中国电力，1999，32(6)：41～44
[38] 周原冰，刘国，火电大机组运行分析与专家支持系统，动力工程，2000，20(5)：876～879
[39] 李遵基，热工自动控制系统，保定：华北电力大学，1999，2～7
[40] 周杰新，严惟震，Foxboro公司I／A Series控制系统功能简介及应用，贵州电力技术，2001，4(3)：33～34
[41] 陶永华，新型PID控制及其应用，北京：机械工业出版社，1998，220～264
[42] 张颖，冯纯伯，闭环系统辨识的偏差最小二乘法，自动化学报，1997，23（3）：308～313
[43] 张玉泽，张兆新，李得林，等，过热汽温对象的在线闭环辨识，电厂技术，1989，(2)，37～42
[44] 方崇智，萧德云，过程辨识，北京：清华大学出版社，1988，361～395
[45] 贾宏宇，施仁，基于VFP的DCS监控软件设计，计算机工程与科学，1999，21(2)：88～91
[46] 滕小羽，黄健，面向对象的水电厂计算机监控软件 (EC2000)，电力系统自动化，2002，(2)：67～68
[47] 张宜华，精通MATLAB5，北京：清华大学出版社，1999，1～150
[48] 刘志俭，MATLAB应用程序接口用户指南，北京：科学出版社，2000，306～332
[49] 官章全，刘加明，Visual C++ 6.0类库大全，北京：电子工业出版社，1999
[50] David J. Kruglinski，Visual C++技术内幕，北京：清华大学出版社，1998
[51] 刘刀桂，Visual C++实践与提高—数据库篇，北京：中国铁道出版社，2001
[52] David Bennett，Visual C++5开发人员指南，北京：机械工业出版社，1998