基于CLIPS的电厂水汽循环故障诊断专家系统

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1、:应用技术基于CLIPS的电厂水汽循环故障诊断专家系统1121马华杰牛玉广马华茂谭悦（1．华北电力大学自动化系2．中铁十八局第五工程有限公司）摘要：介绍了基于C语言的专家系统开发平台-CLIPS，以及用CLIPS开发的电厂水汽循环故障诊断专家系统的基本结构、功能、推理过程等，最后给出了诊断过程。该专家系统能够根据电厂水汽循环系统的故障现象进行自动诊断，为水汽循环系统的故障诊断、分析和排除提供了较大实用价值。关键词：CLIPS；故障诊断；专家系统；水汽循环系统1引言2CLIPS平台简介生产设备的大型化、连续化和自动化后，虽然可CLIPS是“C语言集成产生式系

2、统（CLanguage以大幅度提高生产率，降低成本，但同时也增加了停IntegratedProductionSystem）”的首字母缩略词，是工损失和维修费用。由于缺乏正确的状态监测和诊断20世纪80年代中期由美国航空航天管理局（NASA）技术，使设备故障不能及时发现和制止，多次酿成严开发的基于规则的通用专家系统开发工具。作为一个重灾难，造成重大的经济损失。故障诊断专家系统是产生式专家系统开发工具，CLIPS提供了一个完整的人工智能在电厂故障诊断中的应用，它能够综合利用开发环境，来建造基于规则的或基于对象的专家系各种信息和诊断方法，具有更高的诊断效率和更好

3、的统。CLIPS结构简洁、程序设计具有模块化的特点。诊断效果，是电厂故障诊断的发展方向。3电厂水汽循环故障诊断专家系统电厂水汽循环系统是一个由几个环节组成的复3.1专家系统总体结构杂系统，由于它是一个循环系统，任何部分设备发生电厂水汽循环故障诊断专家系统的主要组成部故障所造成的汽水质量变化都会对其它部分产生影分有：故障信息库（事实库）、推理机、知识库、解响。所以说此系统中各部分的参数之间存在着很强的释机及人机界面等部分，采用模块化设计并具有自学相互作用，这是进行故障诊断的主要难点之一。在这习功能，在自学习过程中使系统得到扩充。系统的总种大型的生产过程和庞大

4、的设备中，环境因素对于参体结构如图1所示。数有很大影响，再加上参数随时间也会发生变化，要想通过建立传统数学模型来描述参数与故障之间的用户故障信息库关系几乎是不可能的。鉴于诊断对象－电厂水汽循环系统的复杂性和人机界面解释机推理机结论专家系统利用专家知识进行推理的能力，本文把专家知识库系统作为故障诊断的工具和手段，以实现计算机与电厂专家的经验知识相结合，从而提高诊断效率，减少图1系统总体结构设备维修对人员的依赖性。在专家系统的开发中，考3.2模块功能虑到系统开发周期、软件可靠性及与其他软件协调性本系统的知识库和事实库采用CLIPS编写。知识等因素，选用了专家系

5、统开发工具CLIPS作为系统开库保存在名为“故障诊断专家系统．clp”文件中。事发平台。实库被存入一个名叫“fault．dat”的文件中。在CLIPS2005年第1期广东自动化与信息工程7环境下启动此系统加载知识库即“故障诊断专家系篇幅限制只给出此专家系统的部分判定树结构如图2统．clp”,在此文件运行过程中，它自动加入事实库，所示，图2中的“其它”是本文未给出的此专家系统然后根据已有的故障信息进行二叉树判定推理，推理的部分。完毕后将推理结论和解释部分返回到CLIPS环境中。诊断开始（1）故障信息库（事实库）。故障信息库用来存放与当前系统推理过程密切相关的

6、各种事实和数是凝结水电导率高吗?其它据，这些事实和数据主要包括：电厂水汽循环系统产生故障的各种可能的原因；分析故障产生原因的推理否过程中成的中间事实和自学习过程形成的新事实；最是疏水系统有问题或给水电导率高吗?给水泵过瓦水泄漏终领域专家给出的故障原因。（2）推理机。专家系统解决问题的基本方法是否推理，其核心部分是推理机。系统推理机采用二叉判是给水PH值高吗?加氨过量定树进行推理，将系统获得的信息与规则的左件匹配，匹配成功后执行规则的右件。否（3）知识库。知识库用于存储本系统所有的规是给水PH值低吗?加氨不足则，它体现了领域专家解决和分析问题的思路，本系统采

7、用产生式规则，供推理机使用。否（4）解释机。解释机负责向用户解释系统的行其它为，输出推理结论、推理过程中匹配规则的内容、形成的中间事实和插入的新事实等。3.3推理机的设计图2部分故障判定树3.4故障信息库（事实库）的表示根据对电厂水汽循环系统故障诊断特征收集的如果用图2表示判定树，则文件fault．dat中答成果，采用二叉判定树进行推理，将故障诊断知识分案结点“加氨过量”就应包含下面的文本。其中分号散地保存到判定树的各个结点。整个知识库是一棵大“；”后面是注释。的二叉判定树，根结点表示诊断开始，诊断后所要获(node(namenodeRRL);node后面

8、的字符个数表示结点所得的故障原因存入树的叶子结点，所有其它结点则被