阀门控制器专家诊断系统技术方案

本发明专利技术公开了一种阀门控制器专家诊断系统，包括若干阀门控制器、计算机模块、专家诊断模块、人机接口；若干阀门控制器通过工业数据总线和计算机模块联网，受计算机控制；专家诊断模块包括知识获取器、知识库、解释机、推理机、综合知识库，知识获取器、知识库相连，知识库、解释机相连，解释机、推理机相连，推理机、综合知识库相连；计算机模块和专家诊断模块相连，将阀门控制器提供的基础数据提供给专家诊断模块的知识获取器。本发明专利技术能对在线工作的同一类设备进行分类管理，找出此类设备的共有特性，利用专家系统进行专门的分析，得出更加符合此类设备特性的具有针对性的诊断方案。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于专家智能诊断系统
，具体是涉及一种阀门控制器专家诊断系统。
技术介绍
阀门控制器广泛应用于石油，化工等工业领域，数量庞大、种类繁多，随着远程自动阀门的应用，阀门控制器的安全稳定运行日益成为一个重要的问题，由于阀门一般安装在工业场地，工作条件恶劣，管道内应不同工质，影响阀门机械性能，工作时间一长，容易产生堵塞，锈蚀的情况，一旦阀门锈死，会造成驱动电机堵转，升温，甚至烧毁，如果不及时发现，就会造成安全生产事故。传统阀门控制器往往采用多信息单个采集模式，数据分散，没有形成系统，阀门现场运行缺乏长期有效的管控。影响阀门控制器运行的参数有阀体温度，阀门力矩，阀门的旋转角度，阀门的累计运行时间，以及流经阀体的工质性质，以及阀门工作时间，以上数据相互影响，难以用精确的数学模型进行控制。现有技术只局限于关注某台设备的具体运行参数超标，脚疼医脚，头疼医头，不考虑阀门长期运行对各种参数造成的影响，关键不能通过专家系统对参数进行早期的系统分析，提前预警阀门控制器的失效，提前采取措施，避免更大的损失。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术的不足，提出一种能对在线工作的同一类设备进行分类管理，找出此类设备的共有特性，利用专家系统进行专门的分析，得出更加符合此类设备特性的具有针对性的诊断方案的阀门控制器专家诊断系统。本专利技术通过下述技术方案实现技术目标。阀门控制器专家诊断系统，其改进之处在于：包括若干阀门控制器、计算机模块、专家诊断模块、人机接口；所述阀门控制器包括控制单元、电动执行机构、阀体、力矩传感器、温度传感器和角度传感器；所述若干阀门控制器通过工业数据总线和计算机模块联网，受计算机控制；所述专家诊断模块包括知识获取器、知识库、解释机、推理机、综合知识库，知识获取器、知识库相连，知识库、解释机相连，解释机、推理机相连，推理机、综合知识库相连；所述计算机模块和专家诊断模块相连，将阀门控制器提供的基础数据提供给专家诊断模块的知识获取器。上述方案的进一步改进在于，所述阀门控制器通过RS485、CAN总线、工业以太网中之一的方式和计算机模块联网，受计算机控制。上述方案的进一步改进在于，所述人机接口，通过菜单选择和屏幕提示与用户进行信息交换。上述方案的进一步改进在于，所述推理机根据专家提供的经验和阀门控制器知识，通过知识工程师将其转化为测试流程，在知识获取器中再将测试流程转化为计算机可以识别的测试流程，从而形成专家系统。本专利技术与现有技术相比，具有以下积极效果：1.采用专家诊断系统，提高诊断的正确性和全面性。2.长期采集设备的运行参数，排除了偶发因数对数据的影响，提高了数据准确性。3.同类设备的特性化处理技术，具有针对性。4.能提前发现故障，提出故障预警。附图说明图1为本专利技术示意图。图2为本专利技术信号传输示意图。图3为本专利技术故障分析示意图。具体实施方式下面根据附图并结合实施例对本专利技术作进一步说明。附图1、2所示的阀门控制器专家诊断系统，包括若干阀门控制器、计算机模块、专家诊断模块、人机接口；阀门控制器包括控制单元、电动执行机构、阀体、力矩传感器、温度传感器和角度传感器。若干阀门控制器通过RS485、CAN总线、工业以太网中之一的方式和计算机模块联网，受计算机控制，执行开阀或者关阀动作，同时向计算机提供阀门的力矩，转动角度，阀门的累计运行时间，阀体温度等基础数据。流经阀体的工质特性使用单位是知道的，故不需要传感器探知。计算机模块通过工业数据总线，可以是RS485或以太网等方式和多台阀门控制器联网，发送开阀或者关阀命令给阀门控制器，同时采集汇总阀门控制器提供的力矩、转动角度、阀体温度等基础数据；计算机模块和专家诊断模块相连，将阀门控制器提供的基础数据提供给专家诊断模块的知识获取器，供专家诊断模块学习。专家诊断模块包括知识获取器、知识库、解释机、推理机、综合知识库，知识获取器、知识库相连，知识库、解释机相连，解释机、推理机相连，推理机、综合知识库相连；计算机模块和专家诊断模块相连，将阀门控制器提供的基础数据提供给专家诊断模块的知识获取器。知识库用于存放领域专家提供的专门知识，是专家系统的核心部分。专家系统的问题求解过程是通过知识库中的知识来模拟专家的思维的。知识库从人类专家处获得的知识，经过组织后以规则If...then...的形式存储在知识库中。根据以往的经验，知识的良好组织是系统能够灵活应用的必要条件。为此知识库采用了模块化结构，即把知识分成若干相互独立的知识库，如故障诊断知识库，故障检索知识库等。系统在工作时，推理机根据实际情况将相应的知识库调入内存使用。阀门扭矩超常一般和阀门堵塞和阀门老化，运行阻力大有关。力矩的具体数据有和阀体温度，累计使用时间和法力的历史记录有关，将以上参数的临界值值输入专家系统知识库，由专家系统生成故障诊断结果。阀体温度超常和阀门角度异常的故障分析情况类似。为了便于用户根据自身的实际情况对知识库进行相应的修改和完善，系统采用了故障树（见附图3）的形式将阀门控制器故障诊断知识库向用户公开。故障树的方法本质上是一个分解的等级逼近法：从故障树的根结点出发，通过对输入信息的分析以及运行人员和系统之间的交流，将故障逐级分解，直至找到引起阀门控制器运行故障的基本原因，最后给出故障的解决方案。人机接口，通过菜单选择和屏幕提示与用户进行信息交换。推理机根据专家提供的经验和阀门控制器知识，通过知识工程师将其转化为测试流程，在知识获取器中再将测试流程转化为计算机可以识别的测试流程，从而形成专家系统。推理机包含解决问题的策略和推理方法，接收从“人机界面”部分传送来的信息，根据数据库汇总的记录，调用知识库中的有关知识对该信息进行相应的处理，并将处理结果送往人机界面或其它结构。推理机在运行过程中，根据不同情况，采用不同的推理机制。由于故障诊断是一个典型的解析问题的过程，而决策过程则是一个典型的合成过程，所以在故障诊断过程中使用与其特点相适应的反向推理机制，在决策过程中使用与其特点相适应的正向推理机制。这两种推理机制的混合使用，使系统避免向使用人员提出冗余的问题，从而使提出的问题数最少，方便了用户和系统的交流，提高了运行速度。解释机负责向用户解释各种问题，包括与系统运行有关的问题和与运行无关的关于系统自身的问题，在本专利技术中它是实现系统透明性的主要部件，是本专利技术区别于普通计算机程序系统的重要特征。本专利技术能长期采集设备的运行参数，排除了偶发因数对数据的影响，提高了数据准确性。系统能根据才记得数据，对设备的老化趋势进行定性和定量的全面分析，提前预警阀门控制器的失效，提前采取措施，避免更大的损失。本专利技术还能通过对采集的数据经过自我学习和推理，及时修正对知识库中不合理的规则，增加新的规则。本专利技术由于采用工业控制总线进行数据采集，能对在线工作的同一类设备进行分类管理，找出此类设备的共有特性，利用专家系统进行专门的分析，得出更加符合此类设备特性的具有针对性的诊断方案，这是现有技术所不具备的。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种阀门控制器专家诊断系统，其特征在于：包括若干阀门控制器、计算机模块、专家诊断模块、人机接口；所述阀门控制器包括控制单元、电动执行机构、阀体、力矩传感器、温度传感器和角度传感器；所述若干阀门控制器通过工业数据总线和计算机模块联网，受计算机控制；所述专家诊断模块包括知识获取器、知识库、解释机、推理机、综合知识库，知识获取器、知识库相连，知识库、解释机相连，解释机、推理机相连，推理机、综合知识库相连；所述计算机模块和专家诊断模块相连，将阀门控制器提供的基础数据提供给专家诊断模块的知识获取器。

【技术特征摘要】
1.一种阀门控制器专家诊断系统，其特征在于：包括若干阀门控制器、计算机模块、专家诊断模块、人机接口；所述阀门控制器包括控制单元、电动执行机构、阀体、力矩传感器、温度传感器和角度传感器；所述若干阀门控制器通过工业数据总线和计算机模块联网，受计算机控制；所述专家诊断模块包括知识获取器、知识库、解释机、推理机、综合知识库，知识获取器、知识库相连，知识库、解释机相连，解释机、推理机相连，推理机、综合知识库相连；所述计算机模块和专家诊断模块相连，将阀门控制器提供的基础数据提供给专家诊断模块的知识获取...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐明，吉承成，郭霆，李桥，
申请(专利权)人：江苏远望仪器有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32