[发明专利]一种化工过程反应器故障检测的信息融合方法

说明书

本发明公开了一种化工过程反应器故障检测的信息融合方法。本发明先利用两个过程变量历史数据分别构造标称信度分布表，然后两个过程变量的实时样本分别在线激活对应的标称信度得到每一时刻下的报警置信度，再利用报警置信度区间型融合规则对这两个报警置信度进行动态融合，得到每一时刻的报警证据，基于报警准则判定是否发出报警，这种基于报警置信度区间型融合规则的报警过程可以有效的降低报警器的误报率和漏报率。

技术领域

本发明涉及一种化工过程反应器故障检测的信息融合方法，属于化工安全运行检测领域。

背景技术

在化工过程反应器中，由反应器故障导致物料反应程度异常的危害已经不能忽视。化工过程反应器故障作为一种经常性发生的故障，会导致反应器内的温度、压强发生剧烈变化，整个化工过程也将会被反应器故障所影响，甚至会造成反应器的爆炸。因此，通过对进料流量和冷凝水流量设置合理的报警装置可以实现对反应器故障的检测。

化工过程反应器故障，是要对进料流量和冷凝水流量做整体分析，然后设计合适的报警器对反应器内部反应状态进行实时高效的监控。一般情况下，简单的报警器采用单一变量下的阈值触发报警产生的机制，即只能通过单一的输入信号变量是否触发设定的报警阈值来决定报警与否，这种报警机制在反应器的实际应用中，经常会导致误报率、漏报率过高。通常情况下，误报率、平均延迟时间和漏报率是权衡一个报警器性能的三个指标。因此，基于单一阈值判别机制的报警器使用了设置死区、数字滤波、时间延迟的设计方法，这些普通的报警方法在输入变量超过阈值则立即报警、低于阈值报警即刻解除的机制。然而，由于化工过程存在反应器运行和传感器信息采集中各种不确定性干扰，这些普通报警方法则造成漏报率和误报率过高，则不能精确判定反应器运行状态。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供了一种化工过程反应器故障检测的信息融合方法。

本发明包括以下各步骤：

(1)将第一管道和第二管道连接反应器，其中第一管道和第二管道分别进入冷凝水和物料，利用安装在反应器上的第二管道的冷凝水流量检测器，获得冷凝水流量，记为x₁，利用安装在第二管道上的物料流量检测器，获得物料流量，记为x₂，当物料的反应程度出现异常时，冷凝水流量x₁由正常值2640m³/h逐渐变化，物料流量x₂也由正常值18.8m³/h逐渐变化，同时反应器内部物料反应程度由正常状态转为异常状态，冷凝水流量检测器和物料流量检测器每隔1秒采集一次冷凝水流量和物料流量。

(2)设定化工过程反应器故障检测方法的辨识框架为Θ＝{NA,A}，其中NA＝0表示物料的反应程度处于正常状态，A＝1表示物料的反应程度处于异常状态。

(3)由步骤(1)可知x₁和x₂分别是化工过程反应器故障检测方法中的冷凝水流量和物料流量的监测变量，令x₁(k)和x₂(k)，k＝1,2,3,…,K，分别是检测器对冷凝水流量和物料流量的在线测量序列，k为采样时刻，采样数量K要大于900。

(4)设定化工过程反应器故障检测方法的两个输入故障特征为x₁(k)和x₂(k)，其参考值集合为O＝{O_n|n＝1,2,…,N}和P＝{P_m|m＝1,2,…,M}，报警器输出为反应程度状态，记为y(k)，其参考值集合为Z＝{Z_e|e＝1,2}，其中Z₁＝NA＝0，Z₂＝A＝1。