石油電氣工程設(shè)備故障診斷系統(tǒng)研究

肖璐 玉門油田分公司煉油化工總廠 侯凡 玉門油田分公司酒東采油廠

當(dāng)今時(shí)代，隨著經(jīng)濟(jì)與科技的不斷發(fā)展，石油化工生產(chǎn)的自動(dòng)化與智能化程度正日益提高，但與此同時(shí)，石油化工生產(chǎn)各環(huán)節(jié)之間的整體性與一致性趨勢(shì)也愈發(fā)明顯，這導(dǎo)致一旦有任何一個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)發(fā)生了故障，都將引起一系列連鎖反應(yīng)，導(dǎo)致整個(gè)生產(chǎn)過程都受到影響。因而，必須要利用科學(xué)而完善的設(shè)備故障診斷系統(tǒng)來對(duì)設(shè)備故障進(jìn)行有效的檢測(cè)和診斷。

一、石油電氣工程設(shè)備故障診斷系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)

（一）可編程控制器

可編程控制器是一項(xiàng)十分關(guān)鍵的技術(shù)，它主要是由操作電源、編程器、信息輸入模塊、信息輸出模塊、中央處理器等幾個(gè)部分組成的。近年來，可編程控制器已經(jīng)在各方面得到了十分廣泛的應(yīng)用，包括在繼電器控制系統(tǒng)方面。在可編程控制器下，不但能夠使繼電器控制系統(tǒng)發(fā)揮出有效的計(jì)時(shí)作用、邏輯判斷作用等，而且還能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)設(shè)備故障的及時(shí)準(zhǔn)確診斷。從本質(zhì)上而言，它是一種專用于對(duì)生產(chǎn)工業(yè)進(jìn)行控制的計(jì)算機(jī)，但相對(duì)于一般計(jì)算機(jī)來說，它能夠?qū)?shù)據(jù)的傳輸結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)兩者進(jìn)行更有力的連接。在具體的工作模式上，它主要是進(jìn)行循環(huán)掃描模式工作，一般情況下，其每次的循環(huán)掃描大約只需要耗費(fèi)幾十毫秒的時(shí)間，掃描周期可謂十分之短。

（二）數(shù)據(jù)庫(kù)計(jì)算系統(tǒng)

在包括設(shè)備故障診斷系統(tǒng)在內(nèi)的石油電氣工程各個(gè)管理和控制系統(tǒng)中，都需以數(shù)據(jù)庫(kù)計(jì)算系統(tǒng)為核心。數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的出現(xiàn)、發(fā)展和應(yīng)用，對(duì)現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展意義重大。依托于數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的數(shù)據(jù)庫(kù)計(jì)算系統(tǒng)，主要作用和功能是組織數(shù)據(jù)、獲取數(shù)據(jù)、處理數(shù)據(jù)以及存儲(chǔ)數(shù)據(jù)等。具體來說，數(shù)據(jù)庫(kù)計(jì)算系統(tǒng)涵蓋的內(nèi)容可以概況為：第一，數(shù)據(jù)庫(kù)計(jì)算系統(tǒng)能夠基于對(duì)系統(tǒng)化數(shù)據(jù)的統(tǒng)一組織和有效管理，并依據(jù)系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的分類，在相應(yīng)數(shù)據(jù)庫(kù)中構(gòu)建出相關(guān)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；第二，數(shù)據(jù)庫(kù)計(jì)算系統(tǒng)能夠基于對(duì)數(shù)據(jù)管理和挖掘系統(tǒng)的有效運(yùn)用，對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)高質(zhì)高效的管理；第三，數(shù)據(jù)庫(kù)計(jì)算系統(tǒng)能夠基于對(duì)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的有效運(yùn)用，對(duì)系統(tǒng)內(nèi)的數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確迅速的分析與處理。數(shù)據(jù)庫(kù)計(jì)算系統(tǒng)在設(shè)備故障診斷系統(tǒng)中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在：在數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器內(nèi)有效存儲(chǔ)設(shè)備故障診斷所需的相關(guān)數(shù)據(jù)信息，基于Web服務(wù)器下，進(jìn)行提取和錄入相關(guān)數(shù)據(jù)信息。對(duì)于遠(yuǎn)程裝置中的那些相關(guān)設(shè)備來說，它們可以在第一時(shí)間將設(shè)備故障信息上傳，并自動(dòng)對(duì)比服務(wù)器中的各項(xiàng)特征數(shù)據(jù)，得出相應(yīng)的對(duì)比信息和結(jié)論建議，最后將結(jié)果及時(shí)有效地上傳。

（三）網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)算法

在設(shè)備故障診斷領(lǐng)域，網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)算法是最基本的方式之一，基于它可以進(jìn)一步優(yōu)化對(duì)數(shù)據(jù)的分析過程和對(duì)數(shù)據(jù)的處理過程，尤其是可以利用其所提供的相關(guān)智能優(yōu)化算法的優(yōu)勢(shì)來有效解決各種非線性問題的處理難題。現(xiàn)階段，在理論方面最為成熟、在實(shí)踐當(dāng)中展現(xiàn)出的效果最佳、應(yīng)用范圍最廣泛的當(dāng)屬以B-P模型為基礎(chǔ)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)算法，它經(jīng)學(xué)習(xí)后的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，可以充當(dāng)整體系統(tǒng)的完善的知識(shí)庫(kù)。這種網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)算法的應(yīng)用，反映出了突出的非線性特點(diǎn)。

二、石油電氣工程設(shè)備故障診斷系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)

數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)非常重要，在設(shè)備故障診斷系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)中，其乃是最為關(guān)鍵的一個(gè)環(huán)節(jié)。只有先擁有了一個(gè)設(shè)計(jì)合理、科學(xué)的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，才能夠保證整個(gè)設(shè)備故障診斷系統(tǒng)的響應(yīng)速度與執(zhí)行效率，進(jìn)而才能夠?yàn)楹笃诘囊幌盗邢到y(tǒng)維護(hù)作業(yè)創(chuàng)造良好的環(huán)境與條件。在實(shí)際設(shè)計(jì)實(shí)踐過程中，應(yīng)當(dāng)要由始至終地嚴(yán)格遵循三項(xiàng)原則：一是一致性原則，即設(shè)計(jì)方式和內(nèi)容需始終保持一致、連貫；二是完整性原則，即整個(gè)系統(tǒng)需設(shè)計(jì)完全、整體；三是規(guī)范化原則，即要嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)。只有嚴(yán)格遵循這三項(xiàng)原則，才能夠確保設(shè)計(jì)效果。一般情況下，數(shù)據(jù)庫(kù)的核心關(guān)鍵設(shè)計(jì)內(nèi)容包括：神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)信息表、用戶信息表、診斷樣例表、初始知識(shí)表等等。需注意的是，在進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)表字段的設(shè)計(jì)之時(shí)，應(yīng)當(dāng)對(duì)表與表之間的聯(lián)系問題進(jìn)行格外的關(guān)注和重視，確保既能夠方便執(zhí)行數(shù)據(jù)查詢等操作，又能夠有效消除冗余的數(shù)據(jù)，這兩項(xiàng)要求缺一不可。再者，還應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)關(guān)注數(shù)據(jù)庫(kù)的安全性問題，在設(shè)計(jì)中應(yīng)用相關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)認(rèn)證模塊來確認(rèn)相關(guān)用戶的訪問的有效性。目前，在數(shù)據(jù)庫(kù)的各項(xiàng)使用功能方面，查詢數(shù)據(jù)、添加數(shù)據(jù)、修改數(shù)據(jù)、更新數(shù)據(jù)等功能，均是通過系統(tǒng)中的結(jié)構(gòu)化查詢語言來得以實(shí)現(xiàn)的。

三、結(jié)語

綜上所述，在石油電氣工程設(shè)備故障診斷系統(tǒng)中，需把握好可編程控制器、數(shù)據(jù)庫(kù)計(jì)算系統(tǒng)及網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)算法等關(guān)鍵技術(shù)，并重點(diǎn)做好數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)。只有確保設(shè)備故障診斷系統(tǒng)設(shè)計(jì)的合理性、有效性及可行性，才能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障，保證石油化工生產(chǎn)效率與安全。