基于RCM分析的智能化汽轮机组故障诊断系统研究

冷启林

摘 要： 人们对维修观念的改变进一步促进了维修的发展，使得状态维修成为维修管理体制发展的必然趋势，状态维修的开展涉及众多学科领域，其中包括通过科学的理解劣化机理，采用数据采集和分析方法评价设备状态，对设备劣化原因进行故障诊断，判断故障对设备的损坏程度，预测不同维修与运行的活动对设备劣化的影响，预防重大事故的发生，这些因素都决定了故障诊断技术是状态维修活动幵展的基础。在国内外各个行业的状态维修活动及相关状态维修软件中均把故障诊断作为主要的功能来实现。

关键词： 汽轮机组;故障诊断;智能化

【中图分类号】TP273     【文献标识码】A     【文章编号】1674-3733（2020）23-0168-01

引言：随着电力企业的改革，发电和电网的经营分离，大型发电机组也要参与调峰，发电厂的经济收益受到上网电量的影响，这就要求电厂发电设备始终保持良好的健康状态，具有较高的可用性。发电企业实施状态检修已经成为发电企业实现管理现代化、提高综合实力、增强市场竞争力的有效途径之一。

1 故障诊断任务生成的推理控制策略

根据触发故障诊断功能的不同故障诊断要求，生成相应的故障诊断任务，需要识别该故障诊断任务是振动故障诊断任务还是通流部分故障诊断任务，通过对相关故障征兆集合的识别，调用相应的故障模式确认流程。

2 故障模式确认的推理控制策略

故障模式确认功能模块采用混合推理控制策略，在故障模式混合推理过程中，结合正向推理与反向推理两种推理模式，根据故障征兆集合，利用正向推理得到包含可能故障模式的故障模式类，然后再利用反向推理得到最终确认的故障模式。

3 故障位置查找的推理控制策略

故障位置查找功能采用正向推理控制策略，根据故障模式确认得到了故障的故障模式，形成该故障模式的事实集合和故障位置集合，根据已知事实对故障位置集合中的故障位置进行全部检验，得到可能的故障位置。

3.1 故障位置查找推理流程

故障位置查找推理过程描述如下：

（1）将初始的已知事实送入到故障位置数据库中;

（2）按查找规则选择策略从故障位置查找知识库中选择查找规则与已知事实进行匹配;

（3）如果得到可能的故障位置，则结束查找，否则，继续查找;

（4）查找完畢，对推理得到结论执行相应的操作，将故障位置査找结论存入数据库中。

3.2 故障位置查找过程中的事实录入

在故障位置查找过程中需要形成故障模式的故障位置集合和故障位置事实集合，依据故障位置事实集合中的故障位置事实对故障位置集合中的故障位置进行检验，查找可能的故障位置。在故障位置事实集合的形成过程中，有些事实可以由系统自动获得，有些事实则需要进行人工输入，因此在故障位置查找过程中要有事实录入的检验功能。

3.3 故障位置查找推理过程中的查找规则选择策略

在故障位置查找过程中，需在故障位置查找知识库中选择匹配的故障位置查找规则进行推理，在选择故障位置查找规则与事实进行匹配时，采用如下规则选择策略：

（1）按领域问题特点排序：

该方法按照求解问题领域的特点将知识排成固定的次序。当领域问题有固定求解次序时，按该次序排列相应的知识，排在前面的知识优先被应用。故障位置查找知识库中的知识有的是确定性知识，有的是不确定性知识，因此在调用知识库中的知识进行推理的时候要采用不同的推理方法，对于确定性知识要釆用确定性推理方法，对于不确定性知识要采用不确定性推理方法。本文在推理过程中先对确定性规则进行匹配，然后对不确定性规则进行匹配。

（2）按查找规则前提条件个数排序：

由于前提条件个数较少的查找规则匹配所花费的时间较少而且容易实现，所以给前提条件少的查找规则赋予较高的优先级，使其优先被启用。在推理过程中先对前提条件少的查找规则进行匹配，然后对前提条件多的查找规则进行匹配。

（3）按匹配度排序：

在不确定推理时，为了考察一条查找规则是否可用，通常需计算已知事实与査找规则前提条件的匹配程度。若匹配程度大于某一阈值，则查找规则可用，否则查找规则不可用。在推理过程中先对可信度高的查找规则进行匹配，然后对可信度低的查找规则进行匹配。

3.4 故障位置查找推理过程中的求解策略

求解的终止条件是指在推理过程中求得了第一个解即认为找到了解，还是需找出所有解或最优解才可终止。

对于故障位置查找的假设前提为故障位置只有一个，求解的终止条件是在推理过程中求得了第一个解即认为找到了所求解。

4 故障原因查找的推理控制策略

故障原因查找功能采用正向推理控制策略，根据故障模式确认得到了故障的故障模式，形成该故障模式的事实集合和故障原因集合，由于故障的发生可能是由一个故障原因引起的或由多个故障原因引起的，依据已知事实对故障原因集合中的故障原因进行全部检验，得到可能的故障原因。

4.1 故障原因查找推理流程

故障原因查找推理过程描述如下：

（1）将初始的已知事实送入到故障原因查找数据库中;

（2）按查找规则选择策略从故障原因查找知识库中选择查找规则与已知事实进行匹配;

（3）对全部的故障原因进行查找;

（4）查找完毕，对推理得到结论执行相应的操作，将故障原因查找结论存入数据库中。

4.2 故障原因查找过程中的事实录入

在故障原因查找过程中需要形成故障模式的故障原因集合和故障原因事实集合，依据故障原因事实集合中的故障原因事实对故障原因集合中的故障原因进行检验，查找可能的故障原因。在故障原因事实集合的形成过程中，有些事实可以由系统自动获得，有些事实则需要进行人工输入，因此在故障原因查找过程中要有事实录入的检验功能。故障原因查找过程中的事实录入流程参见故障位置查找过程中的事实录入流程，在这里不再单独列出。

4.3 故障原因查找推理过程中的查找规则选择策略

在故障原因查找过程中，需在故障原因查找知识库中选择匹配的故障原因查找规则进行推理，在选择故障原因查找规则与事实进行匹配时，采用与故障位置查找推理过程相同的查找规则选择策略。

4.4 故障原因査找推理过程中的求解策略

本文对于故障原因查找的假设前提为故障原因可能有多个，求解的终止条件是在推理过程中求得所有解。

参考文献

[1] 王俊新，贺小明，丁春军.大型火电厂设备故障诊断的现状与发展趋势[J].设备管理与维修，2003（8）：33-35.

[2] 汪江.汽轮机组振动故障诊断方法与远程监测技术研究[D].南京：东南大学，2005.