论文1专家系统在故障诊断中的应用及展望

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1、专家系统在故障诊断中的应用及展望随着设备规模和复杂性的增加，专家系统成为设备故障诊断的发展方向。专家系统是基于人工智能方法，利用诊断知识对诊断对象进行智能化诊断的装置，其内容包括诊断知识的处理，故障的智能诊断方法，信号处理和特征提取等。其中，知识的处理包括知识获取、知识表示和推理控制等，故障诊断方法有基于规则的诊断方法，基于案例的诊断方法，基于模型的诊断方法以及神经网络诊断方法等，信号处理和特征提取的手段有FFT技术，模糊数学，模式识别，概率统计，小波变换和分形几何等。国内外实践证明，专家系统在设备故障诊断中的应用能够解决现场专家不足的问题

2、，能够减少判断故障的时间和误操作，能够早期发现设备潜在的故障，避免或减少事故的发生，能够促进维修方式从预防性维修到预测性维修的转变，等等。1专家系统在故障诊断中的应用现状目前，国内外已开发了一系列用于设备故障诊断的智能系统，获得了较好的实际效果。其中几个较典型的系统是：1.1PDS系统目前在电站设备故障诊断系统使用方面，美国西屋电力公司处于领先地位。1976年，西屋公司着手开发基于计算机的发电机在线诊断系统，并于1980年在电厂得到试用。1982年西屋公司选择卡内基—梅隆大学研制的过程诊断系统PDS作为开发工具，在1984年夏天投入实际应用

3、。PDS系统由设在各个电厂的数据中心PDC和位于奥兰多的诊断操作中心DOC组成。PDC具有数据采集、存储和压缩、状态检测、与DOC通讯等功能，不断地将数据传给DOC。送到DOC的数据由PDS系统自动进行诊断，诊断结论从DOC返回到PDC。DOC也将对结论的建议和不采取行动的后果传送到PDC，以便电厂操作人员采取适当的处理措施。PDS系统分为三个子系统：TurbinAID、GenAID和ChemAID。三个子系统各有自己的规则库，共享一个数据库。到1990年为止，系统的诊断规则库大约有一万条规则，其中包括TurbinAID－3000多条，Ge

4、nAID－近3600条，ChemAID－近3200条，能够诊断转子—轴承系统、发电机和蒸汽／水循环的故障，并能进行热效率计算等。据报导，该系统已在所监测的设备取得很大成功。1.2CSI系统CSI系统是美国工业系统有限公司研制的振动分析系统，硬件包括CSI2115单通道振动分析仪和CSI2400动态信号分析仪，软件主要包括MasterTrend和NSPECTRⅡ等。CSI2115分析仪兼有便携式频谱分析仪和数据采集器功能，可以实现数据采集，启停机过程的瞬态分析，现场动平衡及对中，并具有数据管理、显示和打印功能。CSI2400分析仪是双通道或4

5、通道同时进行数据采集和FFT分析的信号分析仪，可在现场进行各种复杂的时域和频域分析。MasterTrend数据管理系统主要有数据库管理、各种谱分析和趋势分析、报表输出、故障历史编辑和图形库等功能。NSPECTRⅡ专家系统有数千条规则，具有精密、报警、标准、粗糙和特殊5种具体的诊断方式，可以自动或人工诊断出轴承、齿轮、风机、压缩机、汽轮机、泵和发电机等多种机器类型的67种故障。1.3EN-8000系统EN-8000系统是北京英华达公司研制的大型旋转机械状态监测与故障诊断系统。系统一般采用主从计算机的分布式监测与诊断系统网络结构，每台从机各自独

6、立地分别对每台机组的运行状况进行实时监测，完成数据采集、存储和报警，绘制振动棒图等。主机具有信号分析和故障诊断功能，能够绘制波形图、频谱图、轴心轨迹图、波德图、极坐标图、瀑布图、级联图、直流间隙电压图、趋势分析图和相关分析图等，从机一旦发现机组出现异常，立即报告主机，主机即可启动相应的诊断模块，对出现异常的机组进行故障诊断，给出具有可信度大小的诊断结论，并对诊断结果进行解释和提出相应的故障处理意见。目前，该系统针对汽轮发电机组、水轮发电机组和压缩机组分别编制了数百条诊断规则，可以诊断旋转机械常见的不平衡、不对中、转子碰摩、油膜振荡、汽流激振

7、、松动、旋转失速和喘振等故障，并能指出失效的传感器和诊断部位存在的机械缺陷。此外，该系统还具有文件管理、动平衡计算、事件列表、知识库管理和维护以及联机帮助等功能。与国外相比，该系统的全部软件在Windows95环境下用高级语言自行研制，系统功能的增加和修改非常方便，知识库能够根据诊断对象的不同进行修改和完善。同时，界面信息全部汉化，对用户非常友好。并且根据故障诊断问题的特点和要求，建立了规范的知识获取、知识表示、特征提取和诊断推理机制，提高了故障诊断的准确率和故障诊断的实时性。此外，用于设备故障诊断的专家系统还有美国本特利公司研制的ADRE

8、forWindows/208DAIU系统。恩态克科学公司的旋转机械故障诊断专家系统。山东电力科学研究院和清华大学为山东省电厂300MW机组研制的大型火电机组性能与振动远程在线监测