[发明专利]一种基于DCS数据的流量控制阀监控方法

说明书

本发明涉及一种基于DCS数据的流量控制阀监控方法，其特征在于：包括如下步骤，步骤1：获取阀门DCS数据作为训练数据，将训练数据按照不同工况进行分类，建立多种阀门模型；步骤2：基于训练数据，确定不同工况下对应的阀门模型；步骤3：识别当前工况，确定当前工况下对应的阀门模型；步骤4：根据步骤3确定的阀门模型，预测阀门输出流量值；步骤5：根据阀门实际流量值和其对应估计值，进行故障判断。

技术领域

本发明涉及一种基于DCS数据的流量控制阀监控方法。

背景技术

流量控制阀是工业自动化生产尤其是化工生产过程中采用最多的终端控制元件之一，决定着过程控制的及时有效性，也是整个控制回路中较为重要但又是长期以来技术比较薄弱的环节。一旦控制阀出现故障，控制回路将被迫中断控制操作，有可能引发更大的系统故障，导致装置停车和造成难以估量的经济损失。 然而，在实际生产过程中，操作人员无法做到对于控制阀的实时监控，仅仅只能在计划检修时对重要的阀门进行预防性检修。这样的检修方式周期长，存在盲目性、不及时性，而且效率低下，时间、人员成本高。

数字式阀门定位器成为目前国内外设计阀门智能诊断系统的主要途径，FISHER、SAMSON、INVENSYS等各主要控制阀厂商都在着力开发数字式阀门定位器及完善各自的诊断软件。但是这些软件都与厂商的硬件紧密结合，需要安装额外的阀门定位器来获得相应的传感信号，从而可以进行故障分析。安装额外的数字式阀门定位器存在工艺上的困难，并且成本高昂。

集散控制系统（DCS）是随着现代大型工业生产自动化的不断兴起和过程控制要求的日益复杂应运而生的综合控制系统，是完成过程控制、过程管理的现代化设备，大多数工厂都已建立了完备的DCS数据库，用于记录相应的DCS数据，基于DCS数据实现流量控制阀监控目前尚属技术空白。

发明内容

本发明的发明目的在于提供一种基于DCS数据的流量控制阀监控方法，能够根据DSC数据实现对流量控制阀的实时监控，有效降低成本。

实现本发明目的的技术方案：

一种基于DCS数据的流量控制阀监控方法，其特征在于：包括如下步骤，

步骤1：获取阀门DCS数据作为训练数据，将训练数据按照不同工况进行分类，建立多种阀门模型；

步骤2：基于训练数据，确定不同工况下对应的阀门模型；

步骤3：识别当前工况，确定当前工况下对应的阀门模型；

步骤4：根据步骤3确定的阀门模型，预测阀门输出流量值；

步骤5：根据阀门实际流量值和其对应估计值，进行故障判断。

步骤1中，训练数据为阀门控制器的测量值、输出值。

步骤2中，用粒子群优化算法辨识出每种阀门模型的参数，计算每种阀门模型的偏差，选择偏差最小的阀门模型作为所在工况下的阀门模型。

步骤3中，利用不同工况下的阀门模型估计阀门的流量值，求取当前实际流量值和其估计值之间的相对误差，选取相对误差最小的工况作为当前工况。

步骤5中，计算阀门实际流量值和其对应估计值的偏差，利用该偏差值对控制阀故障程度进行评级。

步骤5中，根据阀门实际流量值和其对应估计值，可诊断内漏和脏堵故障，具体公式如下，

如果，则判断为脏堵，脏堵得分为，内漏得分为0；反之，脏堵得分为0，内漏得分为，式中M为选取的实时数据个数。

步骤5中，根据阀门实际流量值和其对应估计值，可诊断粘滞故障；利用最小二乘法进行粘滞故障评分，粘滞故障评分score_2的具体公式如下：