独立元分析在过程故障检测中的应用研究(3)

(3)由计算机进行控制的故障检测阶段 这一阶段差不多在20世纪70年代,第三代集成电路计算机的出现和传感器的发展奠定了计算机控制在工业过程控制中


(3)由计算机进行控制的故障检测阶段

这一阶段差不多在20世纪70年代,第三代集成电路计算机的出现和传感器的发展奠定了计算机控制在工业过程控制中的地位。集成电路计算机比第二代的晶体管计算机有了更好的操作性和耐用性,再加上操作系统的发展,使它在处理故障检测中大量数据的时候更加得心应手,也就在工业过程控制中应用得用越来越广泛。

同时在这个阶段,故障检测以计算机为中心,传感器相配合的状态进行故障检测。它的核心是传感器技术和信息处理。通过对不同的传感器,不同的数据进行多方面,多角度的进行数据分类和处理,并对不同的故障类型采取不同的处理方式,并能够表现出来。在原来预防思想上更是对监测有了大量的思考,包括在监控的时间和频次上面都有了很大的提高。

(4)智能化的故障检测阶段

这一阶段也是我们现在正所处的一个阶段。与上一个阶段相比,硬件上计算机和传感器有了更大的发展,但是更重要的是软件上关于数据处理的发展。逐渐的以简单的数据处理变成了以知识对数据进行处理。把检测到的数据和故障处理都进行了学问化,对信号、数据和故障三方面的处理进行了整合。根据数据的形式,又发展处理很多的数据处理方法,如最小二乘法等等。

1.1.2 故障检测的方法

在上一节中提到我们正处于智能化的故障检测阶段。也就自然而然的运用到了本文中主要提到的是关于信息数据处理的检测。通过不同的代数算法对数进行综合性的处理。现代工业过程控制中,由于工业流程数量多,其中需要的控制点也非常多。所以我们收集到的数据都会非常复杂且数量很大。因此一个好的故障检测方法就显得极为重要,不仅能够极大的简化处理过程,还能够准确的从中提取有用的信息,剔除无用的数据。

在实际的生产过程中,故障包含有很多中,比如传感器故障,通讯故障,设备故障还有外部环境引起的改变等等。本文中对故障类型的讨论没有区分,只对最后的结果进行具体的数据分析,之后再判断具体的故障类别。但是无论其中的哪一环节或者是哪种类型的故障,都能够在最后的数据计算中显现出来。并加以区分,还能够找出里面的一些隐藏变量,就是无法测量的部分也能够大体的形容出来,从而能够达到精确控制的目的。

综上所述,对故障检测的主体部分其实还是对数据的检测和处理。在如今的故障检测领域,有关于数据处理的方法多种多样,下面我会简单的介绍几种故障检测思想的分类。

(1)模型的思考方法

这种方法是最早被发展起来的。这个方法需要对被控对象有一个基础的认识,才能够提出各种模型来对应不同的数据和设备,才能够对数据有一个更加准确的分析。模型又可以分作估计的模型和参数的模型。对估计模型来说就需要对数据先进行收集之后进行排序,使之构成残差数列。再通过数列形成相应的模型。通过对模型使用统计学上方法吧故障从中寻找出来。所以估计模型就需要得到一手数据,里面的数据是可测量或者是大部分可测量的。

但是参数模型却不需要对数据先进行排列处理。它是通过对固定一个模型参数,然后使用系统得到的参数与之进行相比来判断故障;或者是根据模型的参数来构建一个参数函数,对系统进行故障判断和区分故障类型。

(2)知识的方法

知识的方法是一种类似于人工智能的方法。它通过和人的思维方式相似的仿神经网络来完成数据的处理。因此在控制系统太过复杂,而无法得到精确的模型是就可以使用这种方法。