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多元统计方法在密闭鼓风炉故障诊断中的应用

杨帆  
【摘要】: 密闭鼓风炉铅锌熔炼过程是复杂生产过程,工艺结构庞大,控制参数数据众多,炉况存在大滞后。传统的故障诊断方法由于需要建立比较精确的数学模型,从而在实际应用中遇到了难以逾越的障碍。由于基于多变量统计的故障诊断方法有不依赖于过程模型、易于实施的特点,因此,本文采用主元分析结合多元统计控制图的多变量统计控制方法,对整个过程数据进行监测和故障诊断,以提高熔炼过程的安全性和可靠性。 本文首先对多元统计故障诊断的一些常用方法进行了研究,并在大量密闭鼓风炉实际数据中选取了一段正常工况下的数据,建立了主元分析过程统计监测模型。一方面,根据不同工况下多元统计控制图可能出现的不同情况,分析了T~2和SPE统计量与生产过程之间的关系,并且,通过对正常和故障工况时的实际控制图的分析,对T~2和SPE统计量与生产过程故障之间的关系作了进一步的说明;另一方面,结合主元得分图和主元负荷向量图对故障进行了分析,从而达到了确定故障源的目的。试验结果表明,主元分析方法可快速有效地反映生产过程的变化,生产运用效果表明该方法提高了对密闭鼓风炉生产工况的实时监测能力,提高了生产效率。 其次,为了解决炉况大滞后问题,本文采用了动态主元分析方法。通过对密闭鼓风炉实际数据计算,得到了过程的时滞长度,建立了动态主元分析过程监测模型,并且与传统主元分析方法作了比较,结果证明了动态主元分析方法的准确性。接着,本文对不同扰动信号下的统计控制图进行了仿真研究,结果表明,这种方法能适应工况的变化,减少误检并提高了检测的灵敏度。


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