基于FDT的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備故障診斷.pdf

1、現(xiàn)代工業(yè)的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)越來(lái)越復(fù)雜，價(jià)格越來(lái)越昂貴，而且呈現(xiàn)出控制規(guī)模大、自動(dòng)化程度高和設(shè)備智能化強(qiáng)等特點(diǎn)，系統(tǒng)中任何設(shè)備的故障都可能造成不同程度的經(jīng)濟(jì)損失，甚至釀成重大事故。在這種背景下，如何制定合理的維修計(jì)劃，最大限度減少停機(jī)維修的時(shí)間，以及在故障發(fā)生之前能進(jìn)行一定的預(yù)測(cè)，并在發(fā)生之后能迅速做出故障處理等，便引出了對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行故障診斷的研究和應(yīng)用。 當(dāng)前，控制系統(tǒng)正由傳統(tǒng)的DCS系統(tǒng)向基于現(xiàn)場(chǎng)總線的控制系統(tǒng)轉(zhuǎn)變，現(xiàn)場(chǎng)總線帶來(lái)

2、全數(shù)字化通信、互可操作性以及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的高度分散性等特點(diǎn)的同時(shí)，也導(dǎo)致多種總線共存、系統(tǒng)集成難度加大的局面。FDT(Field Device Tool)技術(shù)由此而生。FDT技術(shù)旨在建立規(guī)范的接口，提供一個(gè)統(tǒng)一的工程工具，實(shí)現(xiàn)不同廠商、不同總線協(xié)議、不同類型設(shè)備的訪問(wèn)、控制和管理。但是，F(xiàn)DT技術(shù)側(cè)重于構(gòu)建統(tǒng)一的系統(tǒng)管理平臺(tái)，在故障診斷方面尚有欠缺。此外，雖然已有大量設(shè)備故障診斷的理論，但大都針對(duì)大型、復(fù)雜的機(jī)械設(shè)備；已問(wèn)世的診斷軟件也具有

3、較強(qiáng)的針對(duì)性，并且沒(méi)有充分利用設(shè)備的智能特性。 面對(duì)日益強(qiáng)大的工業(yè)控制系統(tǒng)，日益復(fù)雜的智能化設(shè)備，現(xiàn)有設(shè)備管理軟件難以實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的管理和診斷，進(jìn)一步加劇了工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)中的故障隱患。因此，本論文從安全角度出發(fā)，立足FDT的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，基于FDT技術(shù)構(gòu)建的集成的系統(tǒng)平臺(tái)，展開(kāi)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的故障診斷討論。首先，通過(guò)分析FDT技術(shù)規(guī)范，深入研究其實(shí)現(xiàn)設(shè)備獨(dú)立訪問(wèn)(即不依賴于現(xiàn)場(chǎng)總線類型、廠商和設(shè)備類型等的訪問(wèn))的有關(guān)技術(shù)與機(jī)制。其次，借助成熟的模

4、糊理論和故障樹(shù)診斷方法，分析并討論二者結(jié)合形成的模糊故障樹(shù)診斷方法的應(yīng)用，在此基礎(chǔ)上，展開(kāi)基于FDT的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備故障診斷討論。本文的核心是將模糊故障樹(shù)的診斷方法，集成到FDT技術(shù)中，即構(gòu)建一個(gè)基于FDT技術(shù)平臺(tái)的模糊故障樹(shù)診斷DTM模型，彌補(bǔ)FDT技術(shù)中故障診斷方面的不足，同時(shí)提高工業(yè)控制系統(tǒng)中故障診斷的能力，真正實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的訪問(wèn)、監(jiān)控、管理和診斷為一體。最后，本文以PROFIBUS協(xié)議的溫度變送器為實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)并驗(yàn)證本論文中提出的模

5、糊診斷DTM模型，并與現(xiàn)有設(shè)備管理軟件進(jìn)行對(duì)比。實(shí)驗(yàn)證明，本模型不僅利用設(shè)備自診斷信息對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)故障診斷，同時(shí)將成熟的模糊故障樹(shù)理論應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的故障診斷，實(shí)現(xiàn)預(yù)期目的，即以一個(gè)統(tǒng)一的工具對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行管理、監(jiān)控和診斷，提高操作的便利性，保證生產(chǎn)正常、安全的運(yùn)行，避免嚴(yán)重事故的發(fā)生，減免不必要的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡等，有著重大的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)意義。此外，與現(xiàn)有管理軟件對(duì)比的結(jié)果也表明，本文的模糊診斷DTM模型在實(shí)時(shí)性、易操作性、