基于多元統(tǒng)計(jì)方法的電解鋁全流程監(jiān)測(cè)及故障診斷系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種基于多元統(tǒng)計(jì)方法的電解鋁全流程監(jiān)測(cè)及故障診斷系統(tǒng)，該系統(tǒng)分為三層，底層對(duì)關(guān)鍵的工藝參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，中層對(duì)電解鋁過程中的設(shè)備運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)測(cè)，頂層對(duì)全流程進(jìn)行綜合監(jiān)測(cè)。本系統(tǒng)通過對(duì)底層、中層、頂層分別進(jìn)行監(jiān)測(cè)，對(duì)所測(cè)得結(jié)果進(jìn)行綜合分析，進(jìn)而保證監(jiān)測(cè)的針對(duì)性和監(jiān)測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。本發(fā)明采用分層監(jiān)測(cè)的思想，實(shí)現(xiàn)了分離化、一體化監(jiān)測(cè)，進(jìn)而保證了監(jiān)測(cè)的針對(duì)性和監(jiān)測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性；本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)故障發(fā)生前的預(yù)報(bào)、故障發(fā)生時(shí)的報(bào)警及故障診斷與故障追溯功能；本發(fā)明離線建模和在線監(jiān)測(cè)采用模塊化設(shè)計(jì)思想，各個(gè)模塊分別執(zhí)行相應(yīng)的功能；本發(fā)明不僅能夠保證安全生產(chǎn)及產(chǎn)品質(zhì)量，而且能夠減少原材料和電能的消耗。
【專利說明】基于多元統(tǒng)計(jì)方法的電解鋁全流程監(jiān)測(cè)及故障診斷系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電解鋁過程監(jiān)測(cè)及故障診斷【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是可實(shí)現(xiàn)故障發(fā)生前的預(yù)報(bào)、故障發(fā)生時(shí)的報(bào)警及故障診斷與故障追溯功能的一種基于多元統(tǒng)計(jì)方法的電解鋁全流程監(jiān)測(cè)及故障診斷系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)日新月異，現(xiàn)代過程工業(yè)逐漸向大型化、復(fù)雜化、連續(xù)化和自動(dòng)化方向發(fā)展。人們對(duì)過程工業(yè)提出了優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)、低耗、低污染的更高要求，同時(shí)對(duì)安全生產(chǎn)也提出了更嚴(yán)格的要求。在實(shí)際工廠生產(chǎn)中，工人很難由采集的大量數(shù)據(jù)中了解到系統(tǒng)運(yùn)行的狀態(tài)，在故障發(fā)生的前期不能及時(shí)知道，并采取相應(yīng)的措施，導(dǎo)致了故障的發(fā)生。而連續(xù)生產(chǎn)過程的環(huán)境往往十分惡劣，電解鋁過程通常處于高溫高壓，或處于低溫真空，有時(shí)甚至有爆炸、泄漏毒氣的危險(xiǎn)。不僅給生產(chǎn)帶來巨大損失，而且嚴(yán)重威脅著人身安全。因此生產(chǎn)過程的故障檢測(cè)及診斷問題引起了越來越多的關(guān)注。
[0003]電解鋁過程的主要故障包括病槽(冷槽、熱槽、壓槽、滾鋁)、漏槽、陽極故障(陽極下沉、陽極斷層、陽極燒尖、陽極長(zhǎng)包)。出現(xiàn)病槽不但導(dǎo)致物料、電能等消耗增加，電解槽壽命降低，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)使電解槽停止工作，并且環(huán)境惡化，勞動(dòng)者強(qiáng)度大大增加；陽極故障不但會(huì)使電解槽容易變成病槽，而且還多消耗電能和原材料，使電流的效率降低，電耗增高；如果發(fā)生漏槽，槽內(nèi)大量的高溫鋁液和電解質(zhì)流入母線溝和槽底，流出的高溫液體可能沖斷母線，嚴(yán)重影響生產(chǎn)，有時(shí)甚至引起人身和設(shè)備故障。目前，國(guó)內(nèi)外大型電解鋁廠都引進(jìn)了先進(jìn)的電解鋁自動(dòng)控制系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)、節(jié)能，但是各大電解鋁廠的電解鋁全流程故障監(jiān)測(cè)及診斷機(jī)制并不完善，這無疑增加了事故和災(zāi)難的隱患，威脅著工作人員的人身安全。
[0004]統(tǒng)計(jì)過程監(jiān)測(cè)的目標(biāo)是`通過構(gòu)建統(tǒng)計(jì)性能指標(biāo)來識(shí)別不正常行為，從而確保過程按計(jì)劃運(yùn)行。這些信息不僅保持系統(tǒng)操作員和維護(hù)人員不斷了解過程的運(yùn)行狀態(tài)，而且還幫助這些人員做出適當(dāng)?shù)难a(bǔ)救措施，以消除過程的不正常行為。正確的過程監(jiān)測(cè)可以使停車時(shí)間最小化，設(shè)備運(yùn)行的安全性得以改進(jìn)，生產(chǎn)成本得以減少。主成分分析法principalcomponent analysis (PCA)、獨(dú)立成分分析法 independent component analysis (ICA)是統(tǒng)計(jì)監(jiān)測(cè)常用的方法。PCA適用于服從正態(tài)分布的過程數(shù)據(jù)；ICA則對(duì)于非正態(tài)分布的信息提取更為準(zhǔn)確；將這兩種方法結(jié)合可以實(shí)現(xiàn)對(duì)既包含正態(tài)信息又包含非正態(tài)信息的數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)。綜上所述，一種完善的電解鋁全流程監(jiān)測(cè)及故障診斷系統(tǒng)不僅能夠保證安全生產(chǎn)及產(chǎn)品質(zhì)量，而且能夠減少原材料和電能的消耗，即一種電解鋁全流程監(jiān)測(cè)及故障診斷系統(tǒng)尚未見報(bào)道。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本發(fā)明為解決所述對(duì)電解鋁過程可能出現(xiàn)的故障進(jìn)行監(jiān)測(cè)，保證故障的及時(shí)報(bào)警和排除的問題，本發(fā)明的目的是提供了一套基于多元統(tǒng)計(jì)方法的電解鋁全流程監(jiān)測(cè)及故障診斷系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)故障發(fā)生前的預(yù)報(bào)、故障發(fā)生時(shí)的報(bào)警及故障診斷與故障追溯功能，保證安全生產(chǎn)及產(chǎn)品質(zhì)量，減少原材料和電能的消耗。
[0006]本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方案是:
[0007]—種基于多元統(tǒng)計(jì)方法的電解鋁全流程監(jiān)測(cè)及故障診斷系統(tǒng)，該系統(tǒng)分為三層，底層對(duì)關(guān)鍵的工藝參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，中層對(duì)電解鋁過程中的設(shè)備運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)測(cè)，頂層對(duì)全流程進(jìn)行綜合監(jiān)測(cè)；
[0008]本系統(tǒng)通過對(duì)頂層、中層、底層分別進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并通過對(duì)三層監(jiān)測(cè)結(jié)果的分析，判斷各層中反映 PCA模型中變量幅值的T2統(tǒng)計(jì)量、反映ICA模型中變量幅值的S2統(tǒng)計(jì)量和平方預(yù)測(cè)誤差SPE統(tǒng)計(jì)量是否超限，進(jìn)而保證監(jiān)測(cè)的針對(duì)性和監(jiān)測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。
[0009]所述中層是對(duì)設(shè)備運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)的設(shè)備包括氧化鋁輸送管道、電解槽、鑄造爐；
[0010]所述氧化鋁輸送管道監(jiān)測(cè)的參數(shù)主要包括氧化鋁輸送過程中槽內(nèi)堆積氧化鋁含量，減壓閥壓力；
[0011]所述電解槽監(jiān)測(cè)的參數(shù)主要包括氧化鋁電解過程中的兩極電壓、電流、電解槽內(nèi)溫度、電解質(zhì)高度、鋁液高度、出鋁量；
[0012]所述鑄造爐監(jiān)測(cè)的參數(shù)主要包括鋁錠鑄造過程中的冷卻溫度、澆鑄溫度、澆鑄速度、變質(zhì)劑含量；
[0013]所述監(jiān)測(cè)氧化鋁輸送管道可以有效防止管道泄露、停料時(shí)間過長(zhǎng)；
[0014]所述監(jiān)測(cè)電解槽可以有效防止病槽、漏槽及陽極故障的出現(xiàn)；
[0015]所述監(jiān)測(cè)鑄造爐是得到符合標(biāo)準(zhǔn)的鋁錠。
[0016]所述系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)分為兩部分，一部分是離線模型的建立以及控制權(quán)限的確立，第二部分是算法的在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)功能的實(shí)現(xiàn)；
[0017]本系統(tǒng)對(duì)上述兩部分采用模塊化的設(shè)計(jì)，對(duì)與監(jiān)測(cè)系統(tǒng)功能相關(guān)的數(shù)據(jù)和操作該數(shù)據(jù)的函數(shù)進(jìn)行封裝；
[0018]上述兩部分可以分解成各個(gè)封裝完備的功能模塊，主要包括:數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊、模型訓(xùn)練模塊、參數(shù)配置模塊、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)模塊、故障查詢模塊、故障追溯模塊、接口模塊，各個(gè)模塊分別執(zhí)行相應(yīng)的功能，可以分別對(duì)各個(gè)模塊進(jìn)行設(shè)計(jì)、調(diào)試，修改時(shí)也只需要根據(jù)要求修改對(duì)應(yīng)的模塊。
[0019]該系統(tǒng)全過程監(jiān)測(cè)是將主成分分析法(PCA)和獨(dú)立成分分析法(ICA)兩種統(tǒng)計(jì)學(xué)監(jiān)測(cè)方法相結(jié)合，建立過程監(jiān)測(cè)模型；
[0020]根據(jù)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分布性質(zhì)，過程監(jiān)測(cè)模型選擇如下；
[0021]如果數(shù)據(jù)服從正態(tài)分布，選用主成分分析法PCA模型；若數(shù)據(jù)為非正態(tài)分布，選用獨(dú)立成分分析法ICA模型；如果數(shù)據(jù)既包含正態(tài)分布又包含非正態(tài)分布，選用主成分分析法ICA和獨(dú)立成分分析法PCA結(jié)合的模型；利用T2統(tǒng)計(jì)量、S2統(tǒng)計(jì)量和平方預(yù)測(cè)誤差SPE統(tǒng)計(jì)量來進(jìn)行過程監(jiān)測(cè)；
[0022]當(dāng)檢驗(yàn)到故障發(fā)生時(shí)，通過貢獻(xiàn)圖確定引發(fā)故障的過程變量，查出引發(fā)故障的原因，排除故障。
[0023]所述統(tǒng)計(jì)學(xué)監(jiān)測(cè)方法在電解鋁全流程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)分為兩部分，一部分是離線模型的建立以及控制限的確立，第二部分是在線模型的建立，即算法的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)功能的實(shí)現(xiàn)；[0024]所述離線模型的建立，其中離線模型共分三個(gè)子模塊，分別是數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊，模型訓(xùn)練模塊，以及參數(shù)配置模塊；
[0025]設(shè)計(jì)離線部分時(shí)，考慮到其數(shù)據(jù)量龐大，部分地方還需要人工參與，所以將其和在線部分開實(shí)現(xiàn)；離線和在線相關(guān)聯(lián)的部分是參數(shù)，為降低模塊之間的耦合度，設(shè)計(jì)參數(shù)配置模塊，將參數(shù)發(fā)布到數(shù)據(jù)庫(kù)中。
[0026]所述基于主成分分析法PCA和獨(dú)立成分分析法ICA相結(jié)合方法的離線模型的建立步驟如下:
[0027]步驟1:輸入離線采集的數(shù)據(jù)X ；
[0028]步驟2:令殘差值等于采集數(shù)據(jù)值；
[0029]步驟3:檢驗(yàn)殘差是否服從正態(tài)分布，若服從正態(tài)分布轉(zhuǎn)至步驟4，不服從正態(tài)分布，跳轉(zhuǎn)至步驟5 ;
[0030]步驟4:建立PCA模型；
[0031]步驟5:用ICA方法提取一個(gè)獨(dú)立成分；
[0032]步驟6:令殘差信息等于原殘差信息減去提取的獨(dú)立成分信息；
[0033]步驟7:提取獨(dú)立成分的個(gè)數(shù)是否等于被監(jiān)測(cè)變量的個(gè)數(shù)，若等于跳轉(zhuǎn)至步驟8，若不等返回至步驟5;
[0034]步驟8:殘差信息占樣本信息含量是否超過5%，若超過轉(zhuǎn)至步驟9，若不超過跳轉(zhuǎn)至步驟10 ；
[0035]步驟9:建立ICA 模型；
[0036]步驟10:建立PCA_ICA模型。
[0037]在線模型是主成分分析法PCA和獨(dú)立成分分析法ICA相結(jié)合的算法監(jiān)測(cè)的實(shí)施應(yīng)用，在線模型的工作過程如下:
[0038]步驟(I)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)當(dāng)前的爐溫狀態(tài)，并能直觀的將當(dāng)前狀態(tài)呈現(xiàn)在操作界面上；
[0039]步驟(2)當(dāng)爐況出現(xiàn)異常時(shí)，實(shí)現(xiàn)預(yù)警功能，并且能實(shí)時(shí)的展示導(dǎo)致當(dāng)前異常狀態(tài)的變量；
[0040]步驟(3)記錄爐況異常狀態(tài)，以備以后查詢；
[0041]步驟(4)記錄爐況異常時(shí)導(dǎo)致異常的原因；
[0042]步驟(5)保證系統(tǒng)能夠平穩(wěn)的長(zhǎng)期運(yùn)行；當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)異常時(shí)，如采樣數(shù)據(jù)丟失時(shí)，系統(tǒng)能夠?yàn)V過該錯(cuò)誤繼續(xù)運(yùn)行，并且能夠記錄下該異常；
[0043]將在線部分劃分成5個(gè)子模塊，他們分別是:AD0.NET接口模塊，DLL接口模塊，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)模塊，故障查詢模塊以及故障診斷模塊；并且各個(gè)模塊中加入異常處理，對(duì)異常情況記錄日志；
[0044]調(diào)用離線建立的監(jiān)測(cè)模型來對(duì)當(dāng)前數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸，通過統(tǒng)計(jì)量來監(jiān)測(cè)當(dāng)前的工況；如果當(dāng)前工況異常，則進(jìn)行預(yù)警，并記錄當(dāng)前的異常狀態(tài)。
[0045]基于主成分分析法PCA和獨(dú)立成分分析法ICA相結(jié)合方法的在線模型，所述在線模型的過程監(jiān)測(cè)及故障診斷步驟如下:
[0046]步驟1:獲取在線數(shù)據(jù)；
[0047]步驟2:分割離線控制限L ；
[0048]步驟3:根據(jù)在線的置信度輸入值確定控制限；[0049]步驟4:對(duì)在線數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化；
[0050]步驟5:根據(jù)數(shù)據(jù)的分布特性選擇合適的監(jiān)測(cè)及診斷方法，若數(shù)據(jù)為正態(tài)分布則選用PCA模型，若數(shù)據(jù)為非正態(tài)分布則選擇ICA模型，如果數(shù)據(jù)既有正態(tài)分布特性又有非正態(tài)分布特性則選擇PCA和ICA相結(jié)合的模型；
[0051]步驟6:根據(jù)所選擇的模型的監(jiān)測(cè)流程進(jìn)行監(jiān)測(cè)；
[0052]步驟7:判斷統(tǒng)計(jì)量是否超限，若都未超限，跳轉(zhuǎn)至步驟9，若不少于一個(gè)超限轉(zhuǎn)至步驟8 ;
[0053]步驟8:故障報(bào)警，計(jì)算在線各變量對(duì)超限統(tǒng)計(jì)量的貢獻(xiàn)，找出故障原因；
[0054]步驟9:過程無故障。
[0055]基于主成分分析法PCA方法的在線模型，所述在線模型的過程監(jiān)測(cè)及故障診斷的步驟如下:
[0056]步驟1:獲取在線數(shù)據(jù)；
[0057]步驟2:分割離線控制限L ；
[0058]步驟3:根據(jù)在線的置信度輸入值確定控制限；
[0059]步驟4:對(duì)在線數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化；
[0060]步驟5:判斷T2統(tǒng)計(jì)量和SPE統(tǒng)計(jì)量是否超限；
`[0061]步驟6:若T2統(tǒng)計(jì)量和SPE統(tǒng)計(jì)量都超限，故障報(bào)警，計(jì)算在線各變量對(duì)T2統(tǒng)計(jì)量和SPE統(tǒng)計(jì)量的貢獻(xiàn)，找出故障原因；
[0062]步驟7:若T2統(tǒng)計(jì)量超限，SPE統(tǒng)計(jì)量未超限，故障報(bào)警，計(jì)算在線各變量對(duì)T2統(tǒng)計(jì)量的貢獻(xiàn)，找出故障原因；
[0063]步驟8:若T2統(tǒng)計(jì)量未超限，SPE統(tǒng)計(jì)量超限，故障報(bào)警，計(jì)算在線各變量對(duì)SPE統(tǒng)計(jì)量的貢獻(xiàn)，找出故障原因；
[0064]步驟9:若T2統(tǒng)計(jì)量和SPE統(tǒng)計(jì)量都未超限，過程無故障。
[0065]基于獨(dú)立成分分析法ICA方法的在線模型，所述在線模型的過程監(jiān)測(cè)及故障診斷步驟如下:
[0066]步驟1:獲取在線數(shù)據(jù)；
[0067]步驟2:分割離線控制限L ；
[0068]步驟3:根據(jù)在線的置信度輸入值確定控制限；
[0069]步驟4:對(duì)在線數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化；
[0070]步驟5:判斷S2統(tǒng)計(jì)量和SPE統(tǒng)計(jì)量是否超限；
[0071]步驟6:若S2統(tǒng)計(jì)量和SPE統(tǒng)計(jì)量都超限，故障報(bào)警，計(jì)算在線各變量對(duì)S2統(tǒng)計(jì)量和SPE統(tǒng)計(jì)量的貢獻(xiàn)，找出故障原因；
[0072]步驟7:若S2統(tǒng)計(jì)量超限，SPE統(tǒng)計(jì)量未超限，故障報(bào)警，計(jì)算在線各變量對(duì)S2統(tǒng)計(jì)量的貢獻(xiàn)，找出故障原因；
[0073]步驟8:若S2統(tǒng)計(jì)量未超限，SPE統(tǒng)計(jì)量超限，故障報(bào)警，計(jì)算在線各變量對(duì)SPE統(tǒng)計(jì)量的貢獻(xiàn)，找出故障原因；
[0074]步驟9:若S2統(tǒng)計(jì)量和SPE統(tǒng)計(jì)量都未超限，過程無故障。
[0075]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:
[0076]1、本發(fā)明采用分層監(jiān)測(cè)的思想，實(shí)現(xiàn)了分離化、一體化監(jiān)測(cè)，進(jìn)而保證了監(jiān)測(cè)的針對(duì)性和監(jiān)測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。
[0077]2、本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)故障發(fā)生前的預(yù)報(bào)、故障發(fā)生時(shí)的報(bào)警及故障診斷與故障追溯功倉(cāng)泛。
[0078]3、本發(fā)明離線建模和在線監(jiān)測(cè)采用模塊化設(shè)計(jì)思想，各個(gè)模塊分別執(zhí)行相應(yīng)的功能，可以分別對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)、調(diào)試，修改時(shí)也只需要根據(jù)要求修改對(duì)應(yīng)的模塊。
[0079]4、本發(fā)明通過及時(shí)發(fā)現(xiàn)并排除故障，不僅能夠保證安全生產(chǎn)及產(chǎn)品質(zhì)量，而且能夠減少原材料和電能的消耗。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0080]圖1是電解鋁全流程監(jiān)測(cè)及故障診斷模型結(jié)構(gòu)圖；
[0081]圖2是電解鋁全流程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；
[0082]圖3是離線模型流程圖；
[0083]圖4是基于PCA方法的過程監(jiān)測(cè)及故障診斷在線模型的流程圖；
[0084]圖5是基于ICA方法的過程監(jiān)測(cè)及故障診斷離線模型的流程圖；
[0085]圖6是基于PCA和ICA相結(jié)合方法的過程監(jiān)測(cè)及故障診斷離線模型流程圖；
[0086]圖7是在線模型實(shí)現(xiàn)流程圖；
[0087]圖8是基于PCA方法的過程監(jiān)測(cè)及故障診斷在線模型的流程圖；
[0088]圖9是基于ICA方 法的過程監(jiān)測(cè)及故障診斷在線模型的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0089]結(jié)合說明書附圖圖1-圖9對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明；
[0090]一種基于多元統(tǒng)計(jì)方法的電解鋁全流程監(jiān)測(cè)及故障診斷系統(tǒng)，該系統(tǒng)分為三層，底層對(duì)關(guān)鍵的工藝參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，中層對(duì)電解鋁過程中的設(shè)備運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)測(cè)，頂層對(duì)全流程進(jìn)行綜合監(jiān)測(cè)(包括關(guān)鍵工藝指標(biāo));
[0091]本系統(tǒng)通過對(duì)頂層、中層、底層分別進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并通過對(duì)三層監(jiān)測(cè)結(jié)果的分析，判斷各層中反映PCA模型中變量幅值的T2統(tǒng)計(jì)量、反映ICA模型中變量幅值的S2統(tǒng)計(jì)量和平方預(yù)測(cè)誤差SPE統(tǒng)計(jì)量是否超限，進(jìn)而保證監(jiān)測(cè)的針對(duì)性和監(jiān)測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。
[0092]所述中層是對(duì)設(shè)備運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)的設(shè)備包括氧化鋁輸送管道、電解槽、鑄造爐；所述氧化鋁輸送管道監(jiān)測(cè)的參數(shù)主要包括氧化鋁輸送過程中槽內(nèi)堆積氧化鋁含量，減壓閥壓力；所述電解槽監(jiān)測(cè)的參數(shù)主要包括氧化鋁電解過程中的兩極電壓、電流、電解槽內(nèi)溫度、電解質(zhì)高度、鋁液高度、出鋁量；所述鑄造爐監(jiān)測(cè)的參數(shù)主要包括鋁錠鑄造過程中的冷卻溫度、澆鑄溫度、澆鑄速度、變質(zhì)劑含量；所述監(jiān)測(cè)氧化鋁輸送管道可以有效防止管道泄露、停料時(shí)間過長(zhǎng)；所述監(jiān)測(cè)電解槽可以有效防止病槽、漏槽及陽極故障的出現(xiàn)；所述監(jiān)測(cè)鑄造爐是得到符合標(biāo)準(zhǔn)的鋁錠。電解鋁全流程監(jiān)測(cè)及故障診斷模型結(jié)構(gòu)如圖1所示。
[0093]統(tǒng)計(jì)學(xué)監(jiān)測(cè)方法在電解鋁監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)分為兩部分，一部分是離線模型的建立以及控制權(quán)限的確立，第二部分是算法的在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)功能的實(shí)現(xiàn)；本系統(tǒng)對(duì)上述兩部分采用模塊化的設(shè)計(jì)，對(duì)與監(jiān)測(cè)系統(tǒng)功能相關(guān)的數(shù)據(jù)和操作該數(shù)據(jù)的函數(shù)進(jìn)行封裝；上述兩部分可以分解成各個(gè)封裝完備的功能模塊，主要包括:數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊、模型訓(xùn)練模塊、參數(shù)配置模塊、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)模塊、故障查詢模塊、故障追溯模塊、接口模塊，各個(gè)模塊分別執(zhí)行相應(yīng)的功能，可以分別對(duì)各個(gè)模塊進(jìn)行設(shè)計(jì)、調(diào)試，修改時(shí)也只需要根據(jù)要求修改對(duì)應(yīng)的模塊。這樣不僅使程序結(jié)構(gòu)更加緊湊，同時(shí)也避免了數(shù)據(jù)紊亂帶來的調(diào)試和維護(hù)的困難。將存儲(chǔ)于客戶端的整個(gè)應(yīng)用程序(非開源)分解成各個(gè)封裝完備的模塊，其中包括:數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊、模型訓(xùn)練模塊、參數(shù)配置模塊、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)模塊、故障查詢模塊、故障追溯模塊、接口模塊，各個(gè)模塊分別執(zhí)行相應(yīng)的功能，可以分別對(duì)各個(gè)模塊進(jìn)行設(shè)計(jì)、調(diào)試，修改時(shí)也只需要根據(jù)要求修改對(duì)應(yīng)的模塊。
[0094]該系統(tǒng)全過程監(jiān)測(cè)是將主成分分析法(PCA)和獨(dú)立成分分析法(ICA)兩種統(tǒng)計(jì)學(xué)監(jiān)測(cè)方法相結(jié)合，建立過程監(jiān)測(cè)模型；根據(jù)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分布性質(zhì)，過程監(jiān)測(cè)模型選擇如下；如果數(shù)據(jù)服從正態(tài)分布，選用主成分分析法PCA模型；若數(shù)據(jù)為非正態(tài)分布，選用獨(dú)立成分分析法ICA模型；如果數(shù)據(jù)既包含正態(tài)分布又包含非正態(tài)分布，選用主成分分析法ICA和獨(dú)立成分分析法PCA結(jié)合的模型；利用T2統(tǒng)計(jì)量、S2統(tǒng)計(jì)量和平方預(yù)測(cè)誤差SPE統(tǒng)計(jì)量來進(jìn)行過程監(jiān)測(cè)；當(dāng)檢驗(yàn)到故障發(fā)生時(shí)，通過貢獻(xiàn)圖確定引發(fā)故障的過程變量，查出引發(fā)故障的原因，排除故障。
[0095]所述統(tǒng)計(jì)學(xué)監(jiān)測(cè)方法在電解鋁全流程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)分為兩部分，一部分是離線模型的建立以及控制限的 確立，第二部分是在線模型的建立，即算法的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)功能的實(shí)現(xiàn)；所述離線模型的建立，其中離線模型共分三個(gè)子模塊，分別是數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊，模型訓(xùn)練模塊，以及參數(shù)配置模塊；設(shè)計(jì)離線部分時(shí)，考慮到其數(shù)據(jù)量龐大，部分地方還需要人工參與，所以將其和在線部分開實(shí)現(xiàn)；離線和在線相關(guān)聯(lián)的部分是參數(shù)，為降低模塊之間的耦合度，設(shè)計(jì)參數(shù)配置模塊，將參數(shù)發(fā)布到數(shù)據(jù)庫(kù)中，如圖3所示。
[0096]所述基于主成分分析法PCA和獨(dú)立成分分析法ICA相結(jié)合方法的離線模型的建立步驟如下:
[0097]步驟1:輸入離線采集的數(shù)據(jù)X ；
[0098]步驟2:令殘差值等于采集數(shù)據(jù)值；
[0099]步驟3:檢驗(yàn)殘差是否服從正態(tài)分布，若服從正態(tài)分布轉(zhuǎn)至步驟4，不服從正態(tài)分布，跳轉(zhuǎn)至步驟5 ;
[0100]步驟4:建立PCA模型；
[0101]步驟5:用ICA方法提取一個(gè)獨(dú)立成分；
[0102]步驟6:令殘差信息等于原殘差信息減去提取的獨(dú)立成分信息；
[0103]步驟7:提取獨(dú)立成分的個(gè)數(shù)是否等于被監(jiān)測(cè)變量的個(gè)數(shù)，若等于跳轉(zhuǎn)至步驟8，若不等返回至步驟5;
[0104]步驟8:殘差信息占樣本信息含量是否超過5%，若超過轉(zhuǎn)至步驟9，若不超過跳轉(zhuǎn)至步驟10 ；
[0105]步驟9:建立ICA模型；
[0106]步驟10:建立PCA_ICA模型。
[0107]在線模型是主成分分析法PCA和獨(dú)立成分分析法ICA相結(jié)合的算法監(jiān)測(cè)的實(shí)施應(yīng)用，在線模型的工作過程如下:
[0108]步驟(I)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)當(dāng)前的爐溫狀態(tài)，并能直觀的將當(dāng)前狀態(tài)呈現(xiàn)在操作界面上；
[0109]步驟(2)當(dāng)爐況出現(xiàn)異常時(shí)，實(shí)現(xiàn)預(yù)警功能，并且能實(shí)時(shí)的展示導(dǎo)致當(dāng)前異常狀態(tài)的變量；[0110]步驟(3)記錄爐況異常狀態(tài)，以備以后查詢；
[0111]步驟(4)記錄爐況異常時(shí)導(dǎo)致異常的原因；
[0112]步驟(5)保證系統(tǒng)能夠平穩(wěn)的長(zhǎng)期運(yùn)行；當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)異常時(shí)，如采樣數(shù)據(jù)丟失時(shí)，系統(tǒng)能夠?yàn)V過該錯(cuò)誤繼續(xù)運(yùn)行，并且能夠記錄下該異常；
[0113]將在線部分劃分成5個(gè)子模塊，他們分別是:AD0.NET接口模塊，DLL接口模塊，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)模塊，故障查詢模塊以及故障診斷模塊；并且各個(gè)模塊中加入異常處理，對(duì)異常情況記錄日志；
[0114]調(diào)用離線建立的監(jiān)測(cè)模型來對(duì)當(dāng)前數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸，通過統(tǒng)計(jì)量來監(jiān)測(cè)當(dāng)前的工況；如果當(dāng)前工況異常，則進(jìn)行預(yù)警，并記錄當(dāng)前的異常狀態(tài)。
[0115]基于主成分分析法PCA和獨(dú)立成分分析法ICA相結(jié)合方法的在線模型，所述在線模型的過程監(jiān)測(cè)及故障診斷步驟如下:
[0116]步驟1:獲取在線數(shù)據(jù)；
[0117]步驟2:分割離線控制限L ;
[0118]步驟3:根據(jù)在線的置信度輸入值確定控制限；
[0119]步驟4:對(duì)在線數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化；
[0120]步驟5:根據(jù)數(shù)據(jù)的分布特性選擇合適的監(jiān)測(cè)及診斷方法，若數(shù)據(jù)為正態(tài)分布則選用PCA模型，若數(shù)據(jù)為非正態(tài)分布則選擇ICA模型，如果數(shù)據(jù)既有正態(tài)分布特性又有非正態(tài)分布特性則選擇PCA和ICA相結(jié)合`的模型；
[0121]步驟6:根據(jù)所選擇的模型的監(jiān)測(cè)流程進(jìn)行監(jiān)測(cè)；
[0122]步驟7:判斷統(tǒng)計(jì)量是否超限，若都未超限，跳轉(zhuǎn)至步驟9，若不少于一個(gè)超限轉(zhuǎn)至步驟8 ;
[0123]步驟8:故障報(bào)警，計(jì)算在線各變量對(duì)超限統(tǒng)計(jì)量的貢獻(xiàn)，找出故障原因；
[0124]步驟9:過程無故障。
[0125]基于主成分分析法PCA方法的在線模型，所述在線模型的過程監(jiān)測(cè)及故障診斷的步驟如下:
[0126]步驟1:獲取在線數(shù)據(jù)；
[0127]步驟2:分割離線控制限L ;
[0128]步驟3:根據(jù)在線的置信度輸入值確定控制限；
[0129]步驟4:對(duì)在線數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化；
[0130]步驟5:判斷T2統(tǒng)計(jì)量和SPE統(tǒng)計(jì)量是否超限；
[0131]步驟6:若T2統(tǒng)計(jì)量和SPE統(tǒng)計(jì)量都超限，故障報(bào)警，計(jì)算在線各變量對(duì)T2統(tǒng)計(jì)量和SPE統(tǒng)計(jì)量的貢獻(xiàn)，找出故障原因；
[0132]步驟7:若T2統(tǒng)計(jì)量超限，SPE統(tǒng)計(jì)量未超限，故障報(bào)警，計(jì)算在線各變量對(duì)T2統(tǒng)計(jì)量的貢獻(xiàn)，找出故障原因；
[0133]步驟8:若T2統(tǒng)計(jì)量未超限，SPE統(tǒng)計(jì)量超限，故障報(bào)警，計(jì)算在線各變量對(duì)SPE統(tǒng)計(jì)量的貢獻(xiàn)，找出故障原因；
[0134]步驟9:若T2統(tǒng)計(jì)量和SPE統(tǒng)計(jì)量都未超限，過程無故障。
[0135]基于獨(dú)立成分分析法ICA方法的在線模型，所述在線模型的過程監(jiān)測(cè)及故障診斷步驟如下:[0136]步驟1:獲取在線數(shù)據(jù)；
[0137]步驟2:分割離線控制限L ;
[0138]步驟3:根據(jù)在線的置信度輸入值確定控制限；
[0139]步驟4:對(duì)在線數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化；
[0140]步驟5:判斷S2統(tǒng)計(jì)量和SPE統(tǒng)計(jì)量是否超限；
[0141]步驟6:若S2統(tǒng)計(jì)量和SPE統(tǒng)計(jì)量都超限，故障報(bào)警，計(jì)算在線各變量對(duì)S2統(tǒng)計(jì)量和SPE統(tǒng)計(jì)量的貢獻(xiàn)，找出故障原因；
[0142]步驟7:若S2統(tǒng)計(jì)量超限，SPE統(tǒng)計(jì)量未超限，故障報(bào)警，計(jì)算在線各變量對(duì)S2統(tǒng)計(jì)量的貢獻(xiàn)，找出故障原因；
[0143]步驟8:若S2統(tǒng)計(jì)量未超限，SPE統(tǒng)計(jì)量超限，故障報(bào)警，計(jì)算在線各變量對(duì)SPE統(tǒng)計(jì)量的貢獻(xiàn)，找出故障原因；
[0144]步驟9:若S2統(tǒng)計(jì) 量和SPE統(tǒng)計(jì)量都未超限，過程無故障。
【權(quán)利要求】
1.一種基于多元統(tǒng)計(jì)方法的電解鋁全流程監(jiān)測(cè)及故障診斷系統(tǒng)，其特征在于: 該系統(tǒng)分為三層，底層對(duì)關(guān)鍵的工藝參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，中層對(duì)電解鋁過程中的設(shè)備運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)測(cè)，頂層對(duì)全流程進(jìn)行綜合監(jiān)測(cè)； 本系統(tǒng)通過對(duì)頂層、中層、底層分別進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并通過對(duì)三層監(jiān)測(cè)結(jié)果的分析，判斷各層中反映PCA模型中變量幅值的T2統(tǒng)計(jì)量、反映ICA模型中變量幅值的S2統(tǒng)計(jì)量和平方預(yù)測(cè)誤差SPE統(tǒng)計(jì)量是否超限，進(jìn)而保證監(jiān)測(cè)的針對(duì)性和監(jiān)測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的監(jiān)測(cè)及故障診斷系統(tǒng)，其特征在于: 所述中層是對(duì)設(shè)備運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)的設(shè)備包括氧化鋁輸送管道、電解槽、鑄造爐；所述氧化鋁輸送管道監(jiān)測(cè)的參數(shù)主要包括氧化鋁輸送過程中槽內(nèi)堆積氧化鋁含量，減壓閥壓力； 所述電解槽監(jiān)測(cè)的參數(shù)主要包括氧化鋁電解過程中的兩極電壓、電流、電解槽內(nèi)溫度、電解質(zhì)高度、鋁液高度、出鋁量； 所述鑄造爐監(jiān)測(cè)的參數(shù)主要包括鋁錠鑄造過程中的冷卻溫度、澆鑄溫度、澆鑄速度、變質(zhì)劑含量； 所述監(jiān)測(cè)氧化鋁輸送管道可以有效防止管道泄露、停料時(shí)間過長(zhǎng)； 所述監(jiān)測(cè)電解槽可以有效防止病槽、漏槽及陽極故障的出現(xiàn)； 所述監(jiān)測(cè)鑄造爐是得到符合標(biāo)準(zhǔn)的鋁錠。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的監(jiān)測(cè)及故障診斷系統(tǒng)，其特征在于: 所述系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)分為兩部 分，一部分是離線模型的建立以及控制權(quán)限的確立，第二部分是算法的在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)功能的實(shí)現(xiàn)； 本系統(tǒng)對(duì)上述兩部分采用模塊化的設(shè)計(jì)，對(duì)與監(jiān)測(cè)系統(tǒng)功能相關(guān)的數(shù)據(jù)和操作該數(shù)據(jù)的函數(shù)進(jìn)行封裝； 上述兩部分可以分解成各個(gè)封裝完備的功能模塊，主要包括:數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊、模型訓(xùn)練模塊、參數(shù)配置模塊、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)模塊、故障查詢模塊、故障追溯模塊、接口模塊，各個(gè)模塊分別執(zhí)行相應(yīng)的功能，可以分別對(duì)各個(gè)模塊進(jìn)行設(shè)計(jì)、調(diào)試，修改時(shí)也只需要根據(jù)要求修改對(duì)應(yīng)的模塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的監(jiān)測(cè)及故障診斷系統(tǒng)，其特征在于: 該系統(tǒng)全過程監(jiān)測(cè)是將主成分分析法(PCA)和獨(dú)立成分分析法(ICA)兩種統(tǒng)計(jì)學(xué)監(jiān)測(cè)方法相結(jié)合，建立過程監(jiān)測(cè)模型； 根據(jù)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分布性質(zhì)，過程監(jiān)測(cè)模型選擇如下； 如果數(shù)據(jù)服從正態(tài)分布，選用主成分分析法PCA模型；若數(shù)據(jù)為非正態(tài)分布，選用獨(dú)立成分分析法ICA模型；如果數(shù)據(jù)既包含正態(tài)分布又包含非正態(tài)分布，選用主成分分析法ICA和獨(dú)立成分分析法PCA結(jié)合的模型；利用T2統(tǒng)計(jì)量、S2統(tǒng)計(jì)量和平方預(yù)測(cè)誤差SPE統(tǒng)計(jì)量來進(jìn)行過程監(jiān)測(cè)； 當(dāng)檢驗(yàn)到故障發(fā)生時(shí)，通過貢獻(xiàn)圖確定引發(fā)故障的過程變量，查出引發(fā)故障的原因，排除故障。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的監(jiān)測(cè)及故障診斷系統(tǒng)，其特征在于: 所述統(tǒng)計(jì)學(xué)監(jiān)測(cè)方法在電解鋁全流程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)分為兩部分，一部分是離線模型的建立以及控制限的確立，第二部分是在線模型的建立，即算法的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)功能的實(shí)現(xiàn)；所述離線模型的建立，其中離線模型共分三個(gè)子模塊，分別是數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊，模型訓(xùn)練模塊，以及參數(shù)配置模塊； 設(shè)計(jì)離線部分時(shí)，考慮到其數(shù)據(jù)量龐大，部分地方還需要人工參與，所以將其和在線部分開實(shí)現(xiàn)；離線和在線相關(guān)聯(lián)的部分是參數(shù)，為降低模塊之間的耦合度，設(shè)計(jì)參數(shù)配置模塊，將參數(shù)發(fā)布到數(shù)據(jù)庫(kù)中。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的監(jiān)測(cè)及故障診斷系統(tǒng)，其特征在于: 所述基于主成分分析法PCA和獨(dú)立成分分析法ICA相結(jié)合方法的離線模型的建立步驟如下: 步驟1:輸入離線采集的數(shù)據(jù)X ； 步驟2:令殘差值等于采集數(shù)據(jù)值； 步驟3:檢驗(yàn)殘差是否服從正態(tài)分布，若服從正態(tài)分布轉(zhuǎn)至步驟4，不服從正態(tài)分布，跳轉(zhuǎn)至步驟5 ； 步驟4:建立PCA模型； 步驟5:用ICA方法提取一個(gè)獨(dú)立成分； 步驟6:令殘差信息等于原殘差信息減去提取的獨(dú) 立成分信息； 步驟7:提取獨(dú)立成分的個(gè)數(shù)是否等于被監(jiān)測(cè)變量的個(gè)數(shù)，若等于跳轉(zhuǎn)至步驟8，若不等返回至步驟5 ; 步驟8:殘差信息占樣本信息含量是否超過5%，若超過轉(zhuǎn)至步驟9，若不超過跳轉(zhuǎn)至步驟10 ； 步驟9:建立ICA模型； 步驟10:建立PCA_ICA模型。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的監(jiān)測(cè)及故障診斷系統(tǒng)，其特征在于: 在線模型是主成分分析法PCA和獨(dú)立成分分析法ICA相結(jié)合的算法監(jiān)測(cè)的實(shí)施應(yīng)用，在線模型的工作過程如下: 步驟(I)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)當(dāng)前的爐溫狀態(tài)，并能直觀的將當(dāng)前狀態(tài)呈現(xiàn)在操作界面上； 步驟(2)當(dāng)爐況出現(xiàn)異常時(shí)，實(shí)現(xiàn)預(yù)警功能，并且能實(shí)時(shí)的展示導(dǎo)致當(dāng)前異常狀態(tài)的變量； 步驟(3)記錄爐況異常狀態(tài)，以備以后查詢； 步驟(4)記錄爐況異常時(shí)導(dǎo)致異常的原因； 步驟(5)保證系統(tǒng)能夠平穩(wěn)的長(zhǎng)期運(yùn)行；當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)異常時(shí)，如采樣數(shù)據(jù)丟失時(shí)，系統(tǒng)能夠?yàn)V過該錯(cuò)誤繼續(xù)運(yùn)行，并且能夠記錄下該異常； 將在線部分劃分成5個(gè)子模塊，他們分別是:AD0.NET接口模塊，DLL接口模塊，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)模塊，故障查詢模塊以及故障診斷模塊；并且各個(gè)模塊中加入異常處理，對(duì)異常情況記錄曰志； 調(diào)用離線建立的監(jiān)測(cè)模型來對(duì)當(dāng)前數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸，通過統(tǒng)計(jì)量來監(jiān)測(cè)當(dāng)前的工況；如果當(dāng)前工況異常，則進(jìn)行預(yù)警，并記錄當(dāng)前的異常狀態(tài)。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的監(jiān)測(cè)及故障診斷系統(tǒng)，其特征在于: 基于主成分分析法PCA和獨(dú)立成分分析法ICA相結(jié)合方法的在線模型，所述在線模型的過程監(jiān)測(cè)及故障診斷步驟如下:步驟1:獲取在線數(shù)據(jù)； 步驟2:分割離線控制限L ; 步驟3:根據(jù)在線的置信度輸入值確定控制限； 步驟4:對(duì)在線數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化； 步驟5:根據(jù)數(shù)據(jù)的分布特性選擇合適的監(jiān)測(cè)及診斷方法，若數(shù)據(jù)為正態(tài)分布則選用PCA模型，若數(shù)據(jù)為非正態(tài)分布則選擇ICA模型，如果數(shù)據(jù)既有正態(tài)分布特性又有非正態(tài)分布特性則選擇PCA和ICA相結(jié)合的模型； 步驟6:根據(jù)所選擇的模型的監(jiān)測(cè)流程進(jìn)行監(jiān)測(cè)； 步驟7:判斷統(tǒng)計(jì)量是否超限，若都未超限，跳轉(zhuǎn)至步驟9，若不少于一個(gè)超限轉(zhuǎn)至步驟`8 ； 步驟8:故障報(bào)警，計(jì)算在線各變量對(duì)超限統(tǒng)計(jì)量的貢獻(xiàn)，找出故障原因； 步驟9:過程無故障。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的監(jiān)測(cè)及故障診斷系統(tǒng)，其特征在于: 基于主成分分析法PCA方法的在線模型，所述在線模型的過程監(jiān)測(cè)及故障診斷的步驟如下: 步驟1:獲取在線數(shù)據(jù)； 步驟2:分割離線控制限L ; 步驟3:根據(jù)在線的置信度輸入值確定控制限； 步驟4:對(duì)在線數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化； 步驟5:判斷T2統(tǒng)計(jì)量和SPE統(tǒng)計(jì)量是否超限； 步驟6:若T2統(tǒng)計(jì)量和SPE統(tǒng)計(jì)量都超限，故障報(bào)警，計(jì)算在線各變量對(duì)T2統(tǒng)計(jì)量和SPE統(tǒng)計(jì)量的貢獻(xiàn)，找出故障原因； 步驟7:若T2統(tǒng)計(jì)量超限，SPE統(tǒng)計(jì)量未超限，故障報(bào)警，計(jì)算在線各變量對(duì)T2統(tǒng)計(jì)量的貢獻(xiàn)，找出故障原因； 步驟8:若T2統(tǒng)計(jì)量未超限，SPE統(tǒng)計(jì)量超限，故障報(bào)警，計(jì)算在線各變量對(duì)SPE統(tǒng)計(jì)量的貢獻(xiàn)，找出故障原因； 步驟9:若T2統(tǒng)計(jì)量和SPE統(tǒng)計(jì)量都未超限，過程無故障。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的監(jiān)測(cè)及故障診斷系統(tǒng)，其特征在于: 基于獨(dú)立成分分析法ICA方法的在線模型，所述在線模型的過程監(jiān)測(cè)及故障診斷步驟如下: 步驟1:獲取在線數(shù)據(jù)； 步驟2:分割離線控制限L ; 步驟3:根據(jù)在線的置信度輸入值確定控制限； 步驟4:對(duì)在線數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化； 步驟5:判斷S2統(tǒng)計(jì)量和SPE統(tǒng)計(jì)量是否超限； 步驟6:若S2統(tǒng)計(jì)量和SPE`統(tǒng)計(jì)量都超限，故障報(bào)警，計(jì)算在線各變量對(duì)S2統(tǒng)計(jì)量和SPE統(tǒng)計(jì)量的貢獻(xiàn)，找出故障原因； 步驟7:若S2統(tǒng)計(jì)量超限，SPE統(tǒng)計(jì)量未超限，故障報(bào)警，計(jì)算在線各變量對(duì)S2統(tǒng)計(jì)量的貢獻(xiàn)，找出故障原因；步驟8:若S2統(tǒng)計(jì)量未超限，SPE統(tǒng)計(jì)量超限，故障報(bào)警，計(jì)算在線各變量對(duì)SPE統(tǒng)計(jì)量的貢獻(xiàn)，找出故障原因； 步驟9:若S2統(tǒng)計(jì)量和S PE統(tǒng)計(jì)量都未超限，過程無故障。
【文檔編號(hào)】C25C3/20GK103451680SQ201210183430
【公開日】2013年12月18日 申請(qǐng)日期:2012年6月5日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月5日
【發(fā)明者】劉志元 申請(qǐng)人:沈陽鋁鎂設(shè)計(jì)研究院有限公司