毕业答辩-电厂锅炉故障诊断系统研究

学生姓名：班级：机械143班学号：2014308010313电厂锅炉故障诊断系统研究绪论第一章基础理论第二章软件设计第三章硬件设计第四章目录仿真与结论第五章1绪论绪论国内大多数电厂锅炉故障诊断系统采用以计算机为基础的数字控制系统，故障发生后主要通过操作者的工作经验分析故障。而对于现代单机大容量机组而言，一旦故障发生，操作者需要对大量的故障特征参数进行分析判断，此时操作者早已力不从心。概括来说，在故障诊断技术的设备和理论方面，美国一直是处于世界领先地位的。最先开始对电厂故障诊断技术进行探索研究的是美国的西屋公司，将人工智能和专家系统引入电厂在线诊断系统，提高了电厂的工作效率。研究背景国外现状国内对锅炉故障诊断技术大多起步较晚，但是由于相关部门重视，发展十分迅速。清华大学孔鹏等人将专家系统引入故障诊断，使锅炉故障诊断技术从理论走向实践。浙江大学热能工程研究所将神经网络技术与现代数学相结合，实现了系统对设备异常状态及时检测预报。国内现状为了适应现代单机大容量机组故障诊断的需要，提高诊断效率，解放人力，保证机组安全运行。本课题将对基于人工神经网络的智能故障诊断系统展开研究，目的在于保证系统运行成功的基础上提高诊断的速度、精度和效率。目的意义2基础理论故障类型及其原因

锅炉缺水

锅炉满水

汽水共腾

水冲击1、水位表失灵2、给水阀关闭或给水泵故障3、管道破裂漏水1、给水阀调节器失灵1、锅水含盐量过高2、锅炉负荷剧增1、输汽前未暖管特征参数234561汽包水位炉膛负压鼓风机转速主蒸汽温度排烟温度炉膛温度3软件设计一个理论，两个部分BP神经网络是目前应用最为广泛的神经网络模型之一。BP网络能学习和存储大量的输入/输出模式映射关系，而无须事前揭示描述这种映射关系的数学方程式。BP神经网络MATLAB的GUI界面设计可用两种方式实现，一种是借助GUI开发工具GUIDE，一种是利用m文件代码构建界面。采用GUIDE进行设计的方法所见即所得，直观方便，很容易上手。GUI界面设计网络程序人机交互界面人工神经网络软件设计框图软件设计框图BP神经网络BP神经网络结构示意图工具箱函数设计21435学习函数与性能函数仿真函数传递函数创建函数主程序训练函数传递函数logsig函数tansig函数purelin函数通过反复调试最终确定传递函数：tansig、tansig、purelin训练函数trainbfg函数traingd函数训练函数traingdm函数trainglm函数训练函数经过反复调试，最终确定traingdx函数为最终的训练函数traingdx函数人机交互界面设计GUI空白界面设置控件人机交互界面设计编入程序完成设计4硬件设计硬件构成

传感器采集数据A/D转换器将模拟信号转换成数字信号，输入计算机调理放大电路将信号调理成硬件可处理的形式，并对信号进行放大，便于远距离传输计算机运行软件系统，进行故障诊断硬件系统温度信号采集与处理

WRNK-191铠装热电偶热电偶调理电路AD595放大器ADS8320A/D转换器宏碁SQX4650台式电脑整机转速信号采集与处理HCZS-104霍尔式转速传感器霍尔式转速传感器调理电路霍尔式转速传感器放大电路ADS8320A/D转换器宏碁SQX4650台式电脑整机压力与液位信号采集与处理Mik-P300G压力传感器压力传感器调理电路INA114放大器ADS8320A/D转换器宏碁SQX4650台式电脑整机136-KZ投入式液位传感器5仿真与结论仿真操作过程实验结论一、诊断精度高在本次试验中，系统达到了极高的精度，最高精度可达99%，最低也在90%左右，可见系统完全达到了我们对于精度的设计初衷。二、诊断速度快平均用时小于1s，速度非常可观，达到了我们最初对诊断速度的要求。三、诊断效率高可通过增加诊断位置的方法，让系统一次能诊断多种故障类型，提高诊断效率。四、人机交互界面便利本次系统人机交互界面的设计是利用MATLAB中的GUI界面设计功能，无论是界面布局，还是程序编写，都十分的简洁。五、系统负荷重时性能不可靠我们为了提高诊断效率，可以增加一个或多个诊断位置来进行多种故障类型同时诊断，但这样一来系统的运行负荷也增加了，会使得系统性能不稳定。六、运行环境有限本系统的运行是基于MATLAB中自带的GUI人机交互界面的设计功能而实现的，换句话说就是系统需在MATLAB的环境下运行。