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基于FDT的现场设备故障诊断

作　者: 石玉霞
导　师: 刘枫
学　校: 西南大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: FDT技术模糊故障树故障诊断DTM模型现场设备
分类号: TP277
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 10次
引　用: 1次
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内容摘要

现代工业的控制系统结构越来越复杂,价格越来越昂贵,而且呈现出控制规模大、自动化程度高和设备智能化强等特点,系统中任何设备的故障都可能造成不同程度的经济损失,甚至酿成重大事故。在这种背景下,如何制定合理的维修计划,最大限度减少停机维修的时间,以及在故障发生之前能进行一定的预测,并在发生之后能迅速做出故障处理等,便引出了对现场设备进行故障诊断的研究和应用。当前,控制系统正由传统的DCS系统向基于现场总线的控制系统转变,现场总线带来全数字化通信、互可操作性以及系统结构的高度分散性等特点的同时,也导致多种总线共存、系统集成难度加大的局面。FDT(Field Device Tool)技术由此而生。FDT技术旨在建立规范的接口,提供一个统一的工程工具,实现不同厂商、不同总线协议、不同类型设备的访问、控制和管理。但是,FDT技术侧重于构建统一的系统管理平台,在故障诊断方面尚有欠缺。此外,虽然已有大量设备故障诊断的理论,但大都针对大型、复杂的机械设备;已问世的诊断软件也具有较强的针对性,并且没有充分利用设备的智能特性。面对日益强大的工业控制系统,日益复杂的智能化设备,现有设备管理软件难以实现统一的管理和诊断,进一步加剧了工业现场中的故障隐患。因此,本论文从安全角度出发,立足FDT的技术优势,基于FDT技术构建的集成的系统平台,展开对现场设备的故障诊断讨论。首先,通过分析FDT技术规范,深入研究其实现设备独立访问(即不依赖于现场总线类型、厂商和设备类型等的访问)的有关技术与机制。其次,借助成熟的模糊理论和故障树诊断方法,分析并讨论二者结合形成的模糊故障树诊断方法的应用,在此基础上,展开基于FDT的现场设备故障诊断讨论。本文的核心是将模糊故障树的诊断方法,集成到FDT技术中,即构建一个基于FDT技术平台的模糊故障树诊断DTM模型,弥补FDT技术中故障诊断方面的不足,同时提高工业控制系统中故障诊断的能力,真正实现现场设备的访问、监控、管理和诊断为一体。最后,本文以PROFIBUS协议的温度变送器为实验平台,实现并验证本论文中提出的模糊诊断DTM模型,并与现有设备管理软件进行对比。实验证明,本模型不仅利用设备自诊断信息对现场设备进行实时故障诊断,同时将成熟的模糊故障树理论应用于工业现场设备的故障诊断,实现预期目的,即以一个统一的工具对现场设备进行管理、监控和诊断,提高操作的便利性,保证生产正常、安全的运行,避免严重事故的发生,减免不必要的经济损火和人员伤亡等,有着重大的社会和经济意义。此外,与现有管理软件对比的结果也表明,本文的模糊诊断DTM模型在实时性、易操作性、成本等方面都有了进一步改善,实现了开发成本和功能完备性的完美结合。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-7
第1章绪论  7-12
  1.1 研究意义  7
  1.2 研究现状  7-8
  1.3 现场设备的故障诊断  8-10
  1.4 论文研究内容及结构  10-12
第2章 FDT技术  12-19
  2.1 FDT技术简介  12-13
  2.2 FDT技术的基本原理  13-17
  2.3 FDT技术优势  17
  2.4 FDT技术的发展及应用  17-19
第3章故障诊断技术  19-29
  3.1 故障树技术简介  19-20
  3.2 故障树法的应用  20-22
  3.3 模糊理论  22-24
  3.4 模糊故障树法的应用  24-29
第4章基于FDT的现场设备故障诊断  29-42
  4.1 现场设备与FDT技术  29
  4.2 现场设备故障  29-32
  4.3 构建融入故障诊断的DTM模型  32-35
  4.4 故障诊断介绍  35-42
第5章故障诊断DTM模型的实现  42-53
  5.1 设备DTM总体设计  42
  5.2 软硬件平台  42-43
  5.3 故障诊断DTM模型的具体实现  43-46
  5.4 实验验证  46-51
  5.5 实验结果分析  51-53
第6章总结和展望  53-54
  6.1 总结  53
  6.2 展望  53-54
参考文献  54-57
致谢  57-59
在学期间发表的主要文章  59

基于FDT的现场设备故障诊断

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