【摘要】： 在火电厂中,凝汽器系统作为火电厂热力系统重要的辅助设备之一,起着极为重要的冷凝作用。因此,建立凝汽器系统的故障诊断系统对电厂的经济、安全生产有着重要的现实意义。 本文以凝汽器为研究对象,设计了基于主元分析法(PCA)与BP神经网络相结合的故障诊断系统,该系统可以实现对凝汽器系统状态参数的数据采集、数据传输、故障诊断、故障分析和维修决策等功能。 文中详细阐述了凝汽器系统的结构原理、常见故障及其征兆,然后设计了凝汽器故障诊断系统。该系统将从电厂EDPF-NT plus集散控制系统采集到的凝汽器的各主要性能参数,以OPC技术为纽带,实现了MATLAB软件与DCS集散控制系统组态软件的数据通信,使得现场的数据通过OPC技术读取到MATLAB软件中的故障诊断系统。DCS所采集到的原始数据经PCA数据预处理和特征提取后,通过BP神经网络故障诊断模型对凝汽器的状态进行诊断,其结果经分析决策后返回到诊断界面,指导维修人员维修。系统运用先进故障诊断技术,可具有很高的可靠性。 凝汽器故障诊断系统为凝汽器的良好运行提供了保证,同时也为发电机组的正常运行,以及电厂的安全、经济运行提供了可靠保证。在降低维修费用、延长维修间隔的同时,也使凝汽器的使用寿命大大延长,可增加电厂的经济效益。
致谢5-6
中文摘要6-7
ABSTRACT7-10
1 绪论10-16
1.1 研究的目的及其意义10-11
1.2 国内外研究现状11-12
1.3 火电厂故障诊断存在的问题及发展趋势12-14
1.3.1 火电厂故障诊断存在的问题12-13
1.3.2 火电厂故障诊断的发展趋势13-14
1.4 本文的主要工作14-16
2 凝汽器系统及其故障诊断系统的总体方案设计16-22
2.1 凝汽器简介16-17
2.2 凝汽器常见故障及原因分析17-19
2.2.1 凝汽器常见故障概述17-18
2.2.2 凝汽器故障原因及征兆分析18-19
2.3 凝汽器故障诊断系统的总体设计及研究方法19-22
2.3.1 系统总体结构图19-20
2.3.2 研究内容及研究方法20-22
3 火电厂凝汽器系统的数据采集22-34
3.1 DCS系统及其数据采集系统22-26
3.1.1 DCS系统简介22-25
3.1.2 DAS系统简介25-26
3.2 EDPF-NF系统组态和软硬件配置26-34
3.2.1 工程、域、站的建立27-30
3.2.2 控制逻辑与组态30-34
4 DCS组态软件与MATLAB的数据通信34-48
4.1 数据通信概述34-35
4.2 OPC技术原理35-39
4.2.1 选用OPC技术的理由35-37
4.2.2 OPC通信技术的原理37-39
4.3 故障诊断系统的数据通信39-48
4.3.1 上位机系统的COM/DCOM配置39-41
4.3.2 组态软件与MATLAB的数据通信设计41-42
4.3.3 基于OPC ActiveX的EDPF-MATLAB的数据通信设计42-48
5 基于主元分析和神经网络相结合的凝汽器系统故障诊断48-78
5.1 基于主元分析的特征优选48-54
5.1.1 主元分析法概述49-50
5.1.2 主元分析计算50-52
5.1.3 基于主元分析的特征提取52-54
5.2 神经网络故障识别方法54-64
5.2.1 BP神经网络故障诊断模型及其算法55-58
5.2.2 BP网络设计时的主要问题58-59
5.2.3 BP神经网络的缺陷及改进算法59-62
5.2.4 神经网络的训练62-64
5.3 主元分析和BP神经网络相结合的凝汽器故障诊断64-78
5.3.1 凝汽器系统故障诊断征兆集的建立64-67
5.3.2 主元分析法的凝汽器系统故障诊断特征提取67-69
5.3.3 基于PCA-BP神经网络的凝汽器系统故障诊断69-78
6 凝汽器故障诊断系统的开发78-84
6.1 凝汽器故障诊断系统概述78
6.2 凝汽器故障诊断系统功能和界面概述78-84
7 结论84-86
参考文献86-88
