基于FDT的現(xiàn)場設備故障診斷.pdf

1、現(xiàn)代工業(yè)的控制系統(tǒng)結構越來越復雜，價格越來越昂貴，而且呈現(xiàn)出控制規(guī)模大、自動化程度高和設備智能化強等特點，系統(tǒng)中任何設備的故障都可能造成不同程度的經濟損失，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)場設備進行故障診斷的研究和應用。 當前，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)結構的高度分散性等特點的同時，也導致多種總線共存、系統(tǒng)集成難度加大的局面。FDT(Field Device Tool)技術由此而生。FDT技術旨在建立規(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、不同類型設備的訪問、控制和管理。但是，F(xiàn)DT技術側重于構建統(tǒng)一的系統(tǒng)管理平臺，在故障診斷方面尚有欠缺。此外，雖然已有大量設備故障診斷的理論，但大都針對大型、復雜的機械設備；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備的智能特性。 面對日益強大的工業(yè)控制系統(tǒng)，日益復雜的智能化設備，現(xiàn)有設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的技術優(yōu)勢，基于FDT技術構建的集成的系統(tǒng)平臺，展開對現(xiàn)場設備的故障診斷討論。首先，通過分析FDT技術規(guī)范，深入研究其實現(xiàn)設備獨立訪問(即不依賴于現(xiàn)場總線類型、廠商和設備類型等的訪問)的有關技術與機制。其次，借助成熟的模

4、糊理論和故障樹診斷方法，分析并討論二者結合形成的模糊故障樹診斷方法的應用，在此基礎上，展開基于FDT的現(xiàn)場設備故障診斷討論。本文的核心是將模糊故障樹的診斷方法，集成到FDT技術中，即構建一個基于FDT技術平臺的模糊故障樹診斷DTM模型，彌補FDT技術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)有設備管理軟件進行對比。實驗證明，本模型不僅利用設備自診斷信息對現(xiàn)場設備進行實時故障診斷，同時將成熟的模糊故障樹理論應用于工業(yè)現(xiàn)場設備的故障診斷，實現(xiàn)預期目的，即以一個統(tǒng)一的工具對現(xiàn)場設備進行管理、監(jiān)控和診斷，提高操作的便利性，保證生產正常、安全的運行，避免嚴重事故的發(fā)生，減免不必要的經濟損失和人員傷亡等，有著重大的社會和經濟意義。此外，與現(xiàn)有管理軟件對比的結果也表明，本文的模糊診斷DTM模型在實時性、易操作性、