[发明专利]EH油站基于状态评价的故障诊断系统

权利要求书

1.一种EH油站基于状态评价的故障诊断系统，其特征在于，该故障诊断系统分为FMEA模块、EH油站状态评价模块、故障树诊断与分析模块和故障树构造模块；每个模块都需要有相关的数据库支持，EH油站状态评价模块需要的DEH系统特征参数库，故障树诊断与分析模块需要的系统故障树库、故障树分析数据库、故障处理信息以及FMEA分析结果库；故障树构造模块需要故障树模型库；通过组态王实时监测EH油系统状态，并将代表系统状态的特征参数提取出来存入系统特征参数库；状态评价模块通过调用系统特征参数库对设备状态进行评价，将评价结果存入系统故障库；状态评价利用设备运行参数、状态监测参数和故障统计参数，实现不同层次系统或设备的状态评价；

如果评价结果认为设备状态差，需要故障诊断，即调用故障树诊断模块对设备进行诊断，并将诊断结果输入文档或文件中；通过FMEA模块对设备进行故障模式及后果分析，将分析结果存入FMEA分析结果数据库；故障树构造模块从FMEA分析结果库中调用FMEA结果，利用FMEA结果构造故障树，然后将构造好的故障树存入故障树模型库，供故障树诊断模块调用；

(1)FMEA模块

(1.1)设备功能划分

按照EH油系统功能进行设备划分，确定分析层次，并按层次将设备功能数据存入FMEA数据库；

(1.2)故障模式分析

根据组态王监测到的EH油站设备外在故障表现形式，将故障模式分为七种类型：损坏型故障模式、退化型故障模式、脱落型故障模式、失调性故障模式、堵塞或渗漏型故障模式、功能型故障模式和其他模式；

(1.3)故障原因及后果分析

考虑可能导致EH油系统或单元故障的原因，找到原因，更好的预防故障的再次发生；将故障后果分为以下四种类型：隐蔽性后果，安全性和环境性后果，使用性后果，非使用性后果；

(1.4)将EH油站的所有子系统功能故障的数据存入FMEA数据库，数据包括编号，功能，故障模式以及后果影响；

(2)EH油站状态评价模块

(2.1)EH油站系统包括多个子系统；首先根据子系统特征状态参数评价各子系统的运行状态；然后由各子系统状态评价整个系统状态；

(2.2)特征参数的选取：以能反映系统状态的参数或参数处理结果作为评价调节系统状态的指标，称这些参数为系统状态特征参数；对于EH油站系统，表征其运行状态的参数主要有EH油泵振动幅值、EH油母管压力、EH油温、蓄能器气压、EH油箱油位和EH油酸性值；

(2.3)特征值归一化：评价系统状态的各特征参数统一规划到进行度量的无量纲[0,1]区间上，然后在同一度量尺度上进行相关的运算和取值；

(2.4)各特征参数表征的对应系统劣化度为：

x_i＝(a_i-a₀)/(a_max-a₀)

式中，a_i为特征参数实测值，a_max为特征参数超限阈值，a₀为特征参数正常时阈值；

(2.5)先计算各个子系统的劣化度，再次进行变权综合即得到整个EH油站系统的劣化度；

系统劣化度计算公式为：

式中，w_ij⁽⁰⁾为第i个子系统第j种状态特征参数常权重；x_ij为第i个子系统第j种状态特征参数表征的劣化度；x_i为第i个子系统劣化度；α是系统常权重；

(2.6)故障模式与后果分析

根据EH油系统以及子系统不同的状态对应的劣化度范围，分别给予相应的设备状态评价和运行维修建议；

(3)故障树建造模块

(3.1)在FMEA模块基础之上选取故障系统最不希望发生的事件作为的顶事件，由顶事件出发，依据FMEA逐级找出各级事件全部可能的直接原因；

(3.2)对系统各级故障事件进行逻辑推理，建立该故障系统的故障树；

(3.3)当故障树建成后，从故障树的最下一级开始，逐级写出上级事件与下级事件的逻辑关系式，直到顶事件为止；并结合逻辑运算法做进一步分析运算，删除多余的事件；

(3.4)将建成的故障树存入故障树模型库中，供使用时调用；

(4)故障树诊断与分析模块

(4.1)在EH油站系统状态劣化的情况下，从状态评价模块结果选取代表各子系统状态的劣化参数；

(4.2)定性分析，求出故障树的全部最小割集，当割集的数量太多时，可以通过程序进行概率截断或割集阶截断；

(4.3)由最小割集求出故障树的布达尔表达式，不交化处理之后即为计算失效概率的公式；

(4.4)由最小割集计算顶事件发生概率；

(4.5)输入结构重要度、关键重要度，以及维修概率，并将计算结果存入故障树分析数据库；

(4.6)把全部基本事件按概率重要度由大到小进行排序，即基本事件的重要度顺序。