浆液循环泵多模态运行故障诊断预警方法、系统及设备技术方案

本发明专利技术公开了一种浆液循环泵多模态运行故障诊断预警方法、系统及设备，所述方法包括：S1.获取脱硫系统相关参数的历史运行数据作为样本，并根据特定方法将所述样本划分成多个样本集；S2.通过分别训练所述样本集输出多个响应浆液循环泵运行模态下的诊断模型；S3.根据所述特定方法将从DCS系统中获取的实时数据划分到对应的浆液循环泵运行模态；S4.将划分模态的实时数据使用对应模态下的诊断模型进行诊断测试，输出诊断结果。有益效果为提高了故障诊断预警系统的泛化能力，降低了故障诊断的误诊率，提高了故障诊断预警模型的监测精度。提高了故障诊断预警模型的监测精度。提高了故障诊断预警模型的监测精度。

【技术实现步骤摘要】
浆液循环泵多模态运行故障诊断预警方法、系统及设备


[0001]本专利技术涉及热工过程在线故障诊断与预警
，尤其是涉及一种浆液循环泵多模态运行故障诊断预警方法、系统及设备。

技术介绍

[0002]主成分分析(Principal components analysis)是一种统计分析、简化数据集的方法。它利用正交变换来对一系列可能相关的变量的观测值进行线性变换，从而投影为一系列线性不相关变量的值，这些不相关变量称为主成分(Principal Components)。具体地，主成分可以看做一个线性方程，其包含一系列线性系数来指示投影方向。PCA算法计算简单，能够快速将海量高维数据进行降维处理，并且容易在计算机上实现，并利用统计学进行故障诊断准确率较高等优点，被广泛应用于工业过程的故障诊断中。
[0003]在实际的工业生产过程中，脱硫系统浆液循环泵具有多模态特点，而现有的PCA方法仅在系统处于单一模态时才有较为良好的效果，对于多模态问题，PCA模型效果较差，比如：系统在运行过程中生成的大量数据中除了连续性的模拟量还有离散的开关量，如阀门开关和子设备启停状态等，这些开关量的改变往往会引起浆液循环泵模态变化。但是PCA故障诊断模型只能使用连续性的模拟量进行建模，对于离散的开关量，无法直接应用到PCA模型中；脱硫系统环境温度等外部条件的改变也会使浆液循环泵的模态发生变化，此类外部条件变化缓慢，与其他参数间的相关性不明显，常常被其他强相关性所掩盖，造成PCA模型精度下降；PCA方法能够快速处理高维海量数据，但仅对线性系统有着良好的效果，难以应用于非线性系统降维，参数间的非线性关系可近似看成多模态的线性关系，即通过局部线性化来拟合非线性曲线。此外，当浆液循环泵模态发生改变时，原有模型将失真，并出现大量误报信息。
[0004]针对上述多模态问题，目前已有专利提出了基于聚类的解决方法，但实际应用还存在以下几个问题：(1)无法将设备启动、停止动态过程的样本集与设备稳态运行的样本集进行有效划分；(2)利用聚类无法实现对某些模型根据连续性模拟量划分多段进行分别建模；(3)对于非线性系统的局部线性化处理，无法合理划分线性区间。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种浆液循环泵多模态运行故障诊断预警方法、系统及设备，旨在解决故障诊断模型只适用于单一运行模态的局限性问题以及现有多模态技术中无法正确划分样本集，误诊率高的问题。
[0006]本专利技术提供一种浆液循环泵多模态运行故障诊断预警方法，包括：
[0007]S1.获取脱硫系统相关参数的历史运行数据作为样本，并根据特定方法将所述样本划分成多个样本集；
[0008]S2.通过分别训练所述样本集输出多个响应浆液循环泵运行模态下的诊断模型；
[0009]S3.根据所述特定方法将从DCS系统中获取的实时数据划分到对应的浆液循环泵
运行模态；
[0010]S4.将划分模态的实时数据使用对应模态下的诊断模型进行诊断测试，输出诊断结果。
[0011]本专利技术提供一种浆液循环泵多模态运行故障诊断预警系统，包括：
[0012]数据处理模块：用于获取脱硫系统相关参数的历史运行数据作为样本，并根据特定方法将所述样本划分成多个样本集；
[0013]模型训练模块：用于通过分别训练所述样本集输出多个响应浆液循环泵运行模态下的诊断模型；
[0014]模态划分模块：用于根据所述特定方法将从DCS系统中获取的实时数据划分到对应的浆液循环泵运行模态；
[0015]诊断测试模块：用于将划分模态的实时数据使用对应模态下的诊断模型进行诊断测试，输出诊断结果。
[0016]本专利技术实施例还提供一种浆液循环泵多模态运行故障诊断预警设备，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现上述故障诊断预警方法的步骤。
[0017]本专利技术实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有信息传递的实现程序，所述程序被处理器执行时实现上述故障诊断预警方法的步骤。
[0018]采用本专利技术实施例，解决了现有脱硫系统浆液循环泵PCA故障诊断模型只适用于单一运行模态的局限性，提高了故障诊断预警系统的泛化能力，降低了故障诊断的误诊率，提高了故障诊断预警模型的可靠性，进一步提高了故障诊断预警模型的监测精度。
[0019]上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本专利技术的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本专利技术的具体实施方式。
附图说明
[0020]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0021]图1是本专利技术实施例的浆液循环泵多模态运行故障诊断预警方法的流程图；
[0022]图2是本专利技术实施例的浆液循环泵多模态运行故障诊断预警系统示意图；
[0023]图3是本专利技术实施例的浆液循环泵多模态运行故障诊断预警方法具体实施流程图；
[0024]图4是本专利技术实施例的浆液循环泵多模态运行故障诊断预警设备示意图。
具体实施方式
[0025]下面将结合实施例对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范
围。
[0026]在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。
[0027]此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本专利技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。此外，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。
[0028]方法实施例...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种浆液循环泵多模态运行故障诊断预警方法，其特征在于，包括：S1.获取脱硫系统相关参数的历史运行数据作为样本，并根据特定方法将所述样本划分成多个样本集；S2.通过分别训练所述样本集输出多个响应浆液循环泵运行模态下的诊断模型；S3.根据所述特定方法将从DCS系统中获取的实时数据划分到对应的浆液循环泵运行模态；S4.将划分模态的实时数据使用对应模态下的诊断模型进行诊断测试，输出诊断结果。2.根据权利要求1所述的一种浆液循环泵多模态运行故障诊断预警方法，其特征在于，步骤S1所述历史运行数据获取方法具体为：利用SIS数据库通过数据输入接口获取脱硫相关参数的历史运行数据，并保存；所述多个样本集的划分方法具体为：根据样本中的代表浆液循环泵运行模态的数字量将所述样本划分成多个样本集。3.根据权利要求1所述的一种浆液循环泵多模态运行故障诊断预警方法，其特征在于，步骤S3所述实时数据的获取方法为：通过网络隔离与数据输入接口实时获取DCS系统数据；所述实时数据划分到对应的浆液循环泵运行模态的方法同样为：根据实时数据中的代表浆液循环泵运行模态的数字量进行划分。4.根据权利要求1所述的一种浆液循环泵多模态运行故障诊断预警方法，其特征在于，步骤S4所述进行诊断测试的具体方法为：将实时数据输入对应模态下的诊断模型，若模型输出结果与实时值误差大于设定阈值，则发出预警信号；若小于设定阈值，则将实时数据加入此诊断模型相应的样本集，更新模型；所述设定阈值可以进行调整。5.一种浆液循环泵多模态运行故障诊断预警系统，其特征在于，包括：数据处理模块：用于获取脱硫系统相关参数的历史运行数据作为样本，并根据特定方法将所述样本划分成多个样本集；模型训练模块：用于通过分...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟磊，王海杰，袁照威，谷小兵，于志成，李文龙，司风琪，杨大洲，闫欢欢，李玉宇，岳朴杰，
申请(专利权)人：大唐环境产业集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：