基于故障树的无人值守换热站监控技术研究

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1、硕士学位论文MASTER’SDISSERTATION论文题目基于故障树的无人值守换热站监控技术研究作者姓名薛海松学位类别工程硕士指导教师郑德忠教授2015年5月-I-中图分类号：TP391学校代码：10216UDC：621.3密级：公开工程硕士学位论文(应用研究型)基于故障树的无人值守换热站监控技术研究硕士研究生：薛海松导师：郑德忠教授副导师翁德海高级工程师申请学位：工程硕士工程领域：仪器仪表工程所在单位：电气工程学院答辩日期：2015年5月授予学位单位：燕山大学ADissertationinInstr

2、umentandMeterEngineeringRESEARCHONUNATTENDEDHEATEXCHANGESTATION’SMONITORINGTECHNOLOGYBASEDONTHEFAULTTREEMODELbyXueHaisongSupervisor：ProfessorZhengDezhongYanshanUniversityMay,2015燕山大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文《基于故障树的无人值守换热站监控技术研究》，是本人在导师指导下，在燕山大学攻读硕士学

3、位期间独立进行研究工作所取得的成果。论文中除已注明部分外不包含他人已发表或撰写过的研究成果。对本文的研究工作做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明。本声明的法律结果将完全由本人承担。作者签字：日期：年月日燕山大学硕士学位论文使用授权书《基于故障树的无人值守换热站监控技术研究》系本人在燕山大学攻读硕士学位期间在导师指导下完成的硕士学位论文。本论文的研究成果归燕山大学所有，本论文的研究内容不得以其它单位的名义发表。本人完全了解燕山大学关于保存、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部门送交论文

4、的复印件和电子版本，允许论文被查阅和借阅。本人授权燕山大学，可以采用影印、缩印或其它复制手段保存论文，可以公布论文的全部或部分内容。保密□，在年解密后适用本授权书。本学位论文属于不保密□。（请在以上相应方框内打“√”）作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日摘要随着城镇化建设不断推进，城市供暖的需求与日俱增，特别是在国家倡导生态发展与文明建设的今天，节能减排等相关技术尤为受到业内人士的广泛关注。目前我国一些城市供暖依然维持着粗放型生产状态，作业环境恶劣，能耗超标，供暖质量难以满足用户要求等问题亟待解

5、决。因此设计能够适应城市集中供暖生产过程的自动监控系统，实现节能减排、文明生产，具有重要的工程应用价值和深远的社会意义。换热站是城市供暖的关键环节，本文针对换热站的工业过程特性，设计了一种基于故障树模型结合BP神经网络的换热站参数智能分析方法，实现换热站参数智能分析，进而实现文明生产，节省人力物力，提高供暖质量。针对换热站监控参数多输入、多扰动、多时变、大滞后、紧耦合的特点，首次引入故障树分析法，按照故障树分析法确立顶事件、底事件、中间节点事件，建立换热站的故障树模型，构造结构函数，抽象出最小割集，并对

6、其进行逻辑数字化，提取换热站故障树数学模型，分析得出参数期望向量集Y。该向量集中贮藏了能够表征换热站任意参数故障的逻辑组态。为了实现换热站实际采集参数与期望向量集Y的匹配训练，引入BP神经网络实现参数训练。将大量的参数采集样本作为神经网络输入样本，将期望向量集Y作为BP神经网络输出进行训练。通过BP神经网络离线训练得出训练模版，模版中贮藏着所有实际参数故障与故障树期望向量的对应关系。将训练模板作为对换热站参数分析的依据，根据它对换热站参数进行在线分析。通过参数分析，判断换热站运行状态，实施参数调控，实现

7、无人值守。对提出的基于故障树模型结合BP神经网络的参数分析方法进行MATLAB离线学习训练和测试仿真实验验证本方案的可行性。该分析方法能短时间、有限次数内达到训练标准，训练效果明显，训练可重复性好。测试实验能清晰的反映出换热站参数中存在的问题，在无人值守换热站监控系统中应用此方案可收到很好的效果。采用ARM嵌入式控制器设计换热站参数采集监测模块，完成监控信号模块化采集设计方案，为参数分析做基础。关键词：换热站；无人值守；嵌入式控制器；故障树分析法；BP神经网络-VI-AbstractWiththerap

8、iddevelopmentofurbanization,theurbanheatingdemandisgrowingrapidly.Underthebackgroundsofthegovernmentadvocatingecologicaldevelopmentandcivilizationconstruction,relevanttechnologyabouttheenergysavingandemissionreductionisrec