基于PCA的伊斯曼流程故障诊断系统开发

分析了主元分析方法的基本概念与原理,从数学的角度讨论了主元分析的具体实现.将主元分析应用于伊斯曼流程中,详细地讨论了如何确定主元及分析得出主要故障及故障时间.通过Visual C++来实现基于主元分析的故障诊断.最后,对于界面开发的设计思想作了具体的介绍,同时也对界面制作做了具体的讨论.     

改进PCA及其在过程监测与故障诊断中的应用

提出一种改进的主元分析 (PCA)方法 ,采用主元相关变量残差 (PVR)统计量代替通常的平方预测误差Q统计量 ,用于工业过程的监测与故障诊断。改进PCA避免了Q统计量的保守性 ,能够提供更详细的过程变化信息 ,从而有效识别正常工况改变与过程故障引起的T² 图变化。通过对双效蒸发过程的仿真监测 ,与普通PCA方法进行了比较 ,表明了改进PCA方法的有效性     

基于小波理论的主元分析在故障诊断中的研究与应用

主要分析主元分析的原理和主要算法及其在故障诊断方面的应用 ,简单介绍数据预处理的小波分析方法 ,并把这两种方法结合用于过程故障诊断。常减压装置的应用实例表明 ,结合这两种方法进行基于过程的故障诊断取得了较好的效果     

一种基于可预测元分析的故障诊断方法

将可预测元分析(Fore CA)引入到过程监控中,通过选取合适的可预测元并构造能够反映系统运行状况的统计量对在线数据进行统计监控,克服了主元分析(PCA)方法假设数据服从高斯分布且无法反映系统动态时序特性的缺陷,能很好地描述工业过程的动态特性并进行故障检测。TE模型上的仿真结果证明了Fore CA在工业过程监控中的可行性与有效性。     

基于MSPCA的FPSO典型生产流程故障诊断系统的设计与实现

针对传统主元分析单尺度建模的局限性,以小波分析和主元分析理论为基础,应用多尺度主元分析方法(MSPCA)对浮式油轮生产储油卸油系统(FPSO)进行故障检测与诊断系统的设计与实现。以MSPCA为故障诊断算法,以Microsoft Visual Basic和Matlab为开发平台,以FOXBORO I/A、AIM*OPC Server为数据传输平台,采用FPSO仿真系统作为数据环境,建立了基于MSPCA的FPSO典型生产流程的故障诊断系统,实现油气水分离过程的故障检测与诊断。结果表明:基于MSPCA的FPSO故障诊断系统结构设计合理,在油气水分离系统的故障检测与诊断过程中取得较好的应用效果。     

基于因子分析的回转窑故障诊断

针对回转窑系统过程变量繁多、变量间耦合强等特点,采用因子分析(Factory Analysis,FA)方法建立过程监控模型。FA是在主元分析(Principal Component Analysis,PCA)的基础上,将残差空间进一步地描述为特殊因子空间,使得FA中残差空间监控统计量物理意义明确。将某水泥厂实际生产数据用于算法的离线验证,表明FA能很好地检测出系统故障和异常,相比PCA而言FA存在更低的漏报率;经过旋转后的公共因子物理意义明确,可为故障诊断提供更多准确信息。     

基于多块信息提取的PCA故障诊断方法

传统的监控方法往往只利用传感器观测值信息进行过程的故障监测，而忽略了原始数据中包含的其他有效信息。为此，提出一种基于多块信息提取的PCA故障监测算法。首先，对过程变量的累计误差和变化率信息进行定义，从而能够从数据中提取新的特征信息，并基于每种特征将过程划分为3个子块；然后，利用PCA方法对每个子块进行建模与监测，通过贝叶斯方法对监测结果进行融合；最后，提出一种基于加权贡献图的故障诊断方法，分离出引发故障的源变量。通过数值例子与田纳西-伊斯曼（TE）过程监控中的应用证明了所提方法的有效性与可行性。     

基于MPCA-MDPLS的间歇过程的故障诊断

针对间歇过程的故障诊断问题,提出了一种新的混合模型方法——MPCA-MDPLS.这种方法包括两个模型：多向主元分析(MPCA)模型和多向判别部分最小二乘(MDPLS)模型.这两个模型的建模数据不仅包括正常工况的数据,而且还包含了各种已知故障数据.因此,MPCA模型具有检测未知故障的能力.给出了MDPLS模型故障诊断限,对经MPCA模型检测不是未知故障的故障做进一步诊断.如果故障是未知的,可以采取其他的方法来分析新的故障,并按不同类别存入到数据库中.当多次出现这种故障之后（一般≥5次）,把新的故障数据加入到建模数据中,并重新建立MPCA-MDPLS模型.通过对实际工业链霉素发酵过程数据的分析,表明了提出的算法是可行的、有效的,并具有识别未知新故障的能力.     

一种基于改进MPCA的间歇过程监控与故障诊断方法

针对基于不同展开方式的多向主元分析(MPCA)方法在线应用时各自存在的缺陷,提出一种改进的基于变量展开的MPCA方法,实现间歇过程的在线监控与故障诊断。该方法采用随时间更新的主元协方差代替固定的主元协方差进行T²统计量的计算,充分考虑了主元得分向量的动态特性;同时引入主元显著相关变量残差统计量,避免SPE统计量的保守性,且该统计量能提供更详细的过程变化信息,对正常工况改变或过程故障引起的T²监控图变化有一定的识别能力;最后提出一种随时间变化的贡献图计算方法用于在线故障诊断。该方法和MPCA方法的监控性能在一个青霉素发酵仿真系统上进行了比较。仿真结果表明：该方法具有较好的监控性能,能及时检测出过程存在的故障,且具有一定的故障识别和诊断能力。     

一种基于SDG和数据重构的故障诊断方法

针对传统的基于贡献图的多元统计方法中变量贡献值不能真实反映故障原因的不足,提出一种基于符号有向图(SDG)模型和数据重构的故障诊断方法,该方法使用平方预测误差(SPE)和累积和(CUSUM)统计量进行故障检测,通过在故障发生时对SDG的所有相容路径方向的样本数据进行重构,重构后残差变化最大的方向被认为是故障的传播方向,该方向上的起始节点为导致故障的原因变量。通过在TEP模型上仿真表明:该方法能有效地诊断出引起故障的根本原因。     

Analysis and optimization of municipal solid waste combustion in a reciprocating incinerator

A mathematical model is presented for the combustion of municipal solid waste in a reciprocating incinerator. The most preferable incinerator is determined by detailed simulation and analysis of different incinerator shapes. Furthermore, the optimal design and operating parameters are obtained by analyzing the injection angle and velocity of the secondary air. Both the results of numerical simulation and practical operation show favorable combustion state, low contaminants emission, and suitability for the combustion characteristics of Chinese municipal waste and the treating requirements. This study provides an important reference for the optimizing design and operation of municipal solid waste incinerator.     

Characterization of solid residues from municipal solid waste incinerator

In China, the generation of municipal solid waste (MSW) incineration solid residues is expected to increase significantly in the future. Because of ever-increasing generation rates and the concentrations of potentially hazardous heavy metals, which may endanger the ambient environment, these solid residues are of particular concern. Thus, such issues have necessitated the study of the characterization of these solid residues. A detailed characterization of five samples of different type of ashes, collected from two types of MSW incinerators located in Shenzhen (southern China), was carried out in terms of chemical composition, morphology, mineralogy and leaching behavior. Results of chemical analysis and leaching tests suggest that the MSW incineration fly ash must be classified as hazardous waste and should be properly managed. Therefore, the results of this characterization would contribute to the development of adequate waste management strategies.     

Electrokinetic remediation of bottom ash from municipal solid waste incinerator

The electrokinetic remediation was studied to verify the possibility to reclaim the bottom ash from municipal solid waste incineration (MSWI). In Italy, a production of 1 million tons per year of this kind of residue has been estimated, 90% of which is still landfilled. This work shows the results of four electrokinetic remediation tests for the removal of Pb, Cu, Zn, Cd and chlorides, using an open cell with graphite electrodes and without enhancing agents. The four tests have, respectively, been performed at a constant current density of 0.89, 1.67, 2.04 and 2.48 mA cm⁻², with duration of 42, 68, 47 and 40 h. Heavy metals occur in ashes in various forms, such as exchangeable, adsorbed, precipitated, organically complexed and residual phases. In order to determine the nature of any given system, in terms of specific chemical species and pertaining mobilities, sequential extraction analyses have been performed. The release of pollutants was investigated for treated and untreated ash. After treatment, the concentration of pollutants in the leachate was reduced by 31-83%, better results being obtained for chlorides. Both the low amount of heavy metal extracted and the increase of ash pH during the electrokinetic tests, suggest to use enhancing agents or a cation exchange membrane at the cathode, to prevent the precipitation of metals as hydroxides.     

垃圾焚烧飞灰处置技术研究进展

系统介绍了垃圾焚烧飞灰处理技术和最新研究成果,阐述了垃圾焚烧飞灰处理技术一般可分为固化/稳定化技术和分离萃取技术两大类。其中固化/稳定化技术主要为水泥固化、热处理、化学药剂稳定化及水热处理技术;分离萃取技术主要为生物/化学提取和超临界流体萃取技术。分析了各项技术的优缺点,认为:水泥固化技术成本低,但增容过大;热处理技术有一定的减容效果,但能耗成本过高;化学药剂稳定化技术稳定化程度高,但较难实现多种重金属的同步固化;生物/化学提取技术反应条件温和,但成本较高;超临界流体萃取技术虽能有效实现重金属的回收利用,但其对设备要求过高;而水热处理技术的反应条件虽对设备有一定要求,但其无害化程度高,而且反应产物可以再利用。最后指出,水热法应该是未来具有较大应用潜力的飞灰处理方法。     

基于主元分析的传感器故障检测盲区预测

传感器故障极易发生但不易察觉,其测量数据是制冷空调系统安全运行和优化节能的必要条件。分析了以Q统计量为故障检测边界的基于主元分析的传感器故障检测流程,建立了一种预测传感器故障检测能力的指标--故障检测盲区,用于预测训练数据集中各个传感器的故障检测能力,从而分析、评价和优化建模用训练数据的质量。采用工程数据、实验数据分别开展算法验证,结果表明故障检测盲区能有效预测选定数据集的相关传感器的故障检测结果。     

城市生活垃圾焚烧炉各工艺参数对二噁英生成的影响

二英的致命毒性及其对人体可能产生的影响已经引起了广大研究者的关注。城市生活垃圾的焚烧是二英形成的主要途径之一 ,因此如何控制垃圾焚烧中二英的形成和排放是目前研究的热点问题之一。介绍了二英的性质以及各工艺参数 (燃烧温度、形成二英的母体物质、碳源和氯源、表面材料、反应时间、金属离子催化剂以及气体组成和水分等 )对二英生成的影响     

复杂过程的可视化故障诊断方法

引言 随着自动化水平的提高,现代化的工程控制系统规模日趋大型化、复杂化,一旦系统发生故障会造成人员和财产的巨大损失,迫切需要提高自动化系统的可靠性、可维修性和安全性.人们一直在研究各种新的故障诊断技术和方法,来提高故障诊断的正确率,从而防患于未然.     

基于特征子空间的KPCA及其在故障检测与诊断中的应用

针对标准KPCA(kernel principal component analysis)不适合大样本分析的缺点,提出了一种基于特征子空间的KPCA(FS_KPCA)及其故障检测与诊断方法,该方法通过构建具有较小维数的特征子空间上的正交基来简化核矩阵,从而降低KPCA的计算复杂性.与标准KPCA方法相比,FS_KPCA方法具有更高的计算效率且只需较小的计算机存储空间.通过非等温连续反应釜过程的故障检测与诊断的应用实例,说明了本算法的有效性.