现场总线电动执行器的故障诊断算法研究

摘要

执行器是工业自动控制系统中的一个重要环节，能够对控制性能产生直接的影响。由于经常工作在高温、高压等恶劣的环境中，执行器比较容易出现故障，因此提高执行器本身的可靠性并及时发现其运行过程中存在的故障，是保障过程控制的稳定经济安全运行的基本要求。
　　 传统电动执行器提供的状态信息比较少，不能很好的反映其运行状况。本文以数据挖掘与分析为背景，以北京华电天仁电力控制技术有限公司的VEB系列的现场总线电动执行器为研究对象，针对传统电动执行器可靠性低的问题，提出了一种基于现场总线技术的电动执行器故障诊断方法。VEB系列的现场总线电动执行器采用高性能的ARM9系列处理器和嵌入式Linux实时操作系统，大大提高了复杂控制系统的运算效率和可靠性，大幅度提升电动执行器在远程交互和在线修改等方面的功能，而且能够提供丰富的状态信息。
　　 本文首先研讨了数据挖掘与数据分析的理论知识，介绍了关联规则挖掘算法。然后对现场总线电动执行器做出了简单的说明，分析了现场总线电动执行器的基本原理和常见的故障，搭建了电动执行器故障诊断系统实验平台，通过人为故障实验，获得了实验数据。最后采用统计分析法和多维关联规则挖掘算法对实验数据进行了分析，最终得到关联知识规则，证明了该故障诊断系统的有效性，而且部分规则已经得到了实际验证。