基于FDT的現(xiàn)場設(shè)備故障診斷.pdf

1、現(xiàn)代工業(yè)的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜，價格越來越昂貴，而且呈現(xiàn)出控制規(guī)模大、自動化程度高和設(shè)備智能化強等特點，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劃，最大限度減少停機維修的時間，以及在故障發(fā)生之前能進行一定的預(yù)測，并在發(fā)生之后能迅速做出故障處理等，便引出了對現(xiàn)場設(shè)備進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)場總線的控制系統(tǒng)轉(zhuǎn)變，現(xiàn)場總線帶來

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的同時，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，提供一個統(tǒng)一的工程工具，實現(xiàn)不同廠商、不同總線協(xié)議、不同類型設(shè)備的訪問、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，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，但大都針對大型、復(fù)雜的機械設(shè)備；已問世的診斷軟件也具有

3、較強的針對性，并且沒有充分利用設(shè)備的智能特性。 面對日益強大的工業(yè)控制系統(tǒng)，日益復(fù)雜的智能化設(shè)備，現(xiàn)有設(shè)備管理軟件難以實現(xiàn)統(tǒng)一的管理和診斷，進一步加劇了工業(yè)現(xiàn)場中的故障隱患。因此，本論文從安全角度出發(fā)，立足FDT的技術(shù)優(yōu)勢，基于FDT技術(shù)構(gòu)建的集成的系統(tǒng)平臺，展開對現(xiàn)場設(shè)備的故障診斷討論。首先，通過分析FDT技術(shù)規(guī)范，深入研究其實現(xiàn)設(shè)備獨立訪問(即不依賴于現(xiàn)場總線類型、廠商和設(shè)備類型等的訪問)的有關(guān)技術(shù)與機制。其次，借助成熟的模

4、糊理論和故障樹診斷方法，分析并討論二者結(jié)合形成的模糊故障樹診斷方法的應(yīng)用，在此基礎(chǔ)上，展開基于FDT的現(xiàn)場設(shè)備故障診斷討論。本文的核心是將模糊故障樹的診斷方法，集成到FDT技術(shù)中，即構(gòu)建一個基于FDT技術(shù)平臺的模糊故障樹診斷DTM模型，彌補FDT技術(shù)中故障診斷方面的不足，同時提高工業(yè)控制系統(tǒng)中故障診斷的能力，真正實現(xiàn)現(xiàn)場設(shè)備的訪問、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驗平臺，實現(xiàn)并驗證本論文中提出的模

5、糊診斷DTM模型，并與現(xiàn)有設(shè)備管理軟件進行對比。實驗證明，本模型不僅利用設(shè)備自診斷信息對現(xiàn)場設(shè)備進行實時故障診斷，同時將成熟的模糊故障樹理論應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場設(shè)備的故障診斷，實現(xiàn)預(yù)期目的，即以一個統(tǒng)一的工具對現(xiàn)場設(shè)備進行管理、監(jiān)控和診斷，提高操作的便利性，保證生產(chǎn)正常、安全的運行，避免嚴(yán)重事故的發(fā)生，減免不必要的經(jīng)濟損失和人員傷亡等，有著重大的社會和經(jīng)濟意義。此外，與現(xiàn)有管理軟件對比的結(jié)果也表明，本文的模糊診斷DTM模型在實時性、易操作性、