[發(fā)明專利]一種控制系統(tǒng)板卡通道內(nèi)部故障的診斷方法及實(shí)施系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210440163.6
• 申請日: 2022-04-25
• 公開（公告）號: CN114780277A
• 公開（公告）日: 2022-07-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張大鵬;劉宇航
• 申請（專利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類號: G06F11/07
• 分類號: G06F11/07
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種采用施加外部信號診斷控制系統(tǒng)板卡通道的方法，其特征在于，所述板卡通道診斷方法包括：

步驟一：將外部激勵信號源接于板卡過程通道，設(shè)定檢測時間長度為T，得到信號源時間序列，ｋ為采樣時刻；

步驟二：啟動中控系統(tǒng)服務(wù)器的OPC Server, 啟動OPC Client，讀取中控系統(tǒng)服務(wù)器的過程通道轉(zhuǎn)化值，記為控制系統(tǒng)通道轉(zhuǎn)化時間序列；

步驟三：利用公式，求取信號源時間序列和控制系統(tǒng)通道轉(zhuǎn)化時間序列所形成的誤差時間序列，，n為時間序列的采樣數(shù)目;

步驟四：重復(fù)步驟1到步驟3共m次，每次檢測時間分別為T1，T2，…, Tm，獲得m組誤差時間序列，式中，為試驗(yàn)次數(shù)，k為每次試驗(yàn)的樣本采樣數(shù);對于第j組誤差時間序列，按以下公式求取均值和方差

步驟五：利用以下公式求取通道正態(tài)分布模型及其參數(shù)

步驟六：采用數(shù)據(jù)獲取和處理單元獲取待檢測通道的誤差時間序列，通過步驟四種公式求取其均值和方差，按以下方法進(jìn)行顯著性校驗(yàn)：

均值顯著性校驗(yàn)

步驟1：假定H0: ；計(jì)算統(tǒng)計(jì)量；

步驟2：給定顯著水平，查標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布的上側(cè)分位數(shù)表獲得；

步驟3：若，則拒絕H0，若，則接受H0;

這里為檢測樣本的均值，為通道正態(tài)模型的均值，為檢測樣本的方差，為構(gòu)造通道正態(tài)模型的試驗(yàn)次數(shù)，為標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布的上側(cè)分位數(shù);

方差顯著性校驗(yàn)

步驟1：假定H0: ；統(tǒng)計(jì)量 ；

步驟2：給定顯著水平，查分布的上側(cè)分位數(shù)表獲得和；

步驟３：若或，則拒絕H0；若，則接受H0;

這里為檢測樣本的方差，為通道正態(tài)模型的方差，為構(gòu)造通道正態(tài)模型的試驗(yàn)次數(shù)，和為分布的上側(cè)分位數(shù)，查表獲得;

步驟七: 當(dāng)兩個校驗(yàn)均接受時，通道診斷為無故障狀態(tài)，否則診斷為有故障狀態(tài)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的板卡通道診斷方法，其特征在于，其中步驟1檢測時間為有限時間長度T。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的板卡通道診斷方法，其特征在于，其中步驟２所述的OPCClient包括：

獲取中控系統(tǒng)的服務(wù)器列表，連接服務(wù)器，展開服務(wù)器中的所有節(jié)點(diǎn)，根據(jù)控制系統(tǒng)的板卡通道選擇節(jié)點(diǎn)，執(zhí)行讀操作，寫入存儲數(shù)據(jù)庫。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的板卡通道診斷方法，其特征在于，其中步驟3所述的誤差時間序列為信號源時間序列和控制系統(tǒng)通道轉(zhuǎn)化時間序列所形成的。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的板卡通道診斷方法，其特征在于，其中步驟5利用公式求取通道正態(tài)分布模型，

。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的板卡通道診斷方法，其特征在于，其中步驟4所測量的試驗(yàn)次數(shù)為通道診斷的判斷依據(jù)進(jìn)行均值和方差兩個顯著性校驗(yàn)。

7.一種采用施加外部信號診斷控制系統(tǒng)板卡通道的實(shí)施系統(tǒng)，包括：中控系統(tǒng)，OPCClient單元，數(shù)據(jù)獲取和處理單元，概率模型單元，通道診斷與結(jié)論輸出單元；其特征在于：

所述中控系統(tǒng)包括DCS與PLC系統(tǒng)，包含輸入輸出通道的板塊或模塊；

所述OPC Client單元包括與中控系統(tǒng)服務(wù)器連通的獲取控制系統(tǒng)內(nèi)部數(shù)據(jù)的軟件接口程序或硬件裝置

所述數(shù)據(jù)獲取和處理單元包括獲取外部激勵信號和通道轉(zhuǎn)化數(shù)據(jù)的軟件程序和硬件裝置；

所述概率模型單元包括求得均值和方差后的正態(tài)分布模型；

所述通道診斷與結(jié)論輸出單元包括均值顯著性校驗(yàn)、方差顯著性校驗(yàn)和輸出顯示。