发电厂TP系统

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1、发电厂TP系统软件设计说明书2010年第15页共80页发电厂TP系统一、发电厂超限欲处理系统故障诊断1诊断原理与总体结构故障诊断专家系统是对机组主要运行参数偏离设计工况或优化运行工况即运行参数偏离其标准值进行诊断，并对其原因进行识别，为运行人员提供处理指导，指导运行人员调整运行参数，使机组始终保持在安全、高效的状态下运行。诊断的主要运行参数包括主蒸汽温度、主蒸汽压力、排烟温度等。专家系统设计采用C/S结构，系统的体系结构如下（图5.1）。图5.1系统结构图第15页共80页诊断服务端主要由诊断数据库和诊断服务器等组成

2、。诊断数据库设计有诊断测点库、专家知识库和诊断实时历史结果库等。数据库采用MYSQL分布式网络数据库。诊断服务器包含诊断程序（神经网络推理机）和专家知识获取管理程序（规则编辑器）。神经网络推理机响应客户端诊断申请,从SIS数据库获取实时或历史诊断数据，根据专家知识推理诊断得到相应的结果，并将结果写入诊断数据库中。规则编辑器用于设计BP网络和诊断规则等，并提供BP训练和故障事实编辑查询等功能。诊断客户端主要由诊断结果显示和系统维护功能等模块组成。以表格的方式集中显示所选规则的诊断结果，便于用户查询，诊断结果也在SIS

3、客户端的系统流程图上予以显示，使故障一目了然。SIS专家系统主要功能和诊断内容为：机组诊断模块主要有以下功能：u对运行参数偏离目标值进行监视和诊断，提出相应的故障原因；u对机组运行经济性进行操作指导，即对运行参数偏离目标值提出其解决对策。诊断主要内容如下：(1)锅炉a.主蒸汽温度：（主蒸汽温度高、主蒸汽温度低）b.主蒸汽压力：（主蒸汽压力高、主蒸汽压力低）c.排烟温度：（排烟温度高、排烟温度低）d.排烟氧量：（排烟氧量高、排烟氧量低）(2)汽机a.高压缸效率低；b.中压缸效率低；c.凝汽器真空偏离目标值。2规则编辑

4、器(1)规则编辑器规则编辑器主要功能为：网络结构设计、网络学习、诊断规则设计和查询和知识库管理等。规则编辑器如图7.2示：第15页共80页诊断知识特征参数诊断规则图5.2规则编辑器(1)网络拓扑结构设计根据诊断对象设计神经网络的拓扑结构：设计BP网络层数、每层节点数以及相应的激活函数（S型或线性函数）和网络的性能参数（包括学习速率、性能目标值等）。这些参数都可以在规则编辑器内灵活组态。点击菜单神经网络－新建或打开或工具按钮网络或属性，可新建一个网络或修改网络的性能参数。如图5.3示：图5.3网络结构设计(2)网络监

5、督学习第15页共80页网络监督学习主要完成诊断对象的建模，可实现以下功能:l根据典型故障模式选择学习样本；lＢＰ网络学习：采用改进的网络学习算法动量算法和RPROP算法训练ＢＰ网络，加快了网络的学习速度，提高了网络初始参数选择的鲁棒性，并可以跟踪整个迭代过程，使其学习过程一目了然，并使其结果最优。l获取并存储网络相应的权值和阈值即诊断对象的网络模型。l仿真：可对获得的诊断对象模型进行测试和检验。点击菜单神经网络－学习或工具按钮学习，弹出网络学习窗体，选择相应的网络名和训练算法，导入训练的样本数据，可对网络进行监督学

6、习或仿真，并修改其对象模型。如图5.4示：图7.4网络监督学习(1)知识管理知识管理模块显示诊断的故障及其故障所涉及的主要原因和消除措施，并对专家系统中的诊断知识等提供编辑、删除和查询等功能。第15页共80页图5.5知识管理点击菜单系统管理－知识管理或工具按钮知识，弹出知识管理窗体。根据输入条件，可对知识进行模糊查询，并可进行编辑、删除等功能。如图5.5示：a诊断数据源管理诊断数据源管理模块显示诊断所需参数的属性及标准值模型，并对其进行编辑、删除和模糊查询等功能。b诊断规则设计在诊断推理的过程中，规则用来组织管理专

7、家知识，并实现诊断，因此规则结构设计对系统非常重要。规则编辑则通过网络规则编辑器来实现，并存储在平台数据库中。规则编辑器主要提供规则编辑、删除和查询等功能。可完成诊断规则的设计，对规则的一致性和完善性进行检查，并提示用户。其用户界面友好，易操作，如图5.6示。建立新规则时，首先应选择诊断规则的BP网络模型，再确定BP网络输入层神经元对应的特征参数，最后确定BP网络输出层神经元对应的故障事实。第15页共80页图7.6诊断规则设计3神经网络推理机神经网络推理机是基于神经元的信息处理过程，完成规则推理的过程。根据已有的规

8、则，对故障模式进行分类识别，并给出故障诊断的结论和解决方案的描述。其主要功能如下：l数据预处理：对特征数据进行征兆提取和表示；l故障诊断：对故障模式进行分类识别。l诊断解释：对诊断结果做出解释和说明。l诊断数据存储：对诊断结果及相关的特征参数信息存储。l系统信息记录和查询：详细记录系统工作信息，并可查询LOG文件。显示系统信息诊断数据接口或采样时间设置启动或