亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        COD自動(dòng)在線監(jiān)測(cè)儀的故障特征選擇和識(shí)別研究

        2014-08-02 10:32:24王勁柏
        化工自動(dòng)化及儀表 2014年1期
        關(guān)鍵詞:標(biāo)樣監(jiān)測(cè)儀測(cè)試數(shù)據(jù)

        申 創(chuàng) 姚 毅 王勁柏 羅 毅

        (1.四川理工學(xué)院自動(dòng)化與電氣工程學(xué)院,西川 自貢 643000;2.成都海蘭天澄科技有限公司,成都 610000)

        隨著我國(guó)工業(yè)化程度的提高和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型,對(duì)環(huán)保的監(jiān)控越來(lái)越嚴(yán)格,許多在線監(jiān)測(cè)儀器得到推廣和應(yīng)用。然而,此類(lèi)儀器受到環(huán)境變量和自身耦合變量的雙重干擾,再加上在線類(lèi)監(jiān)測(cè)儀器工程上涉及到技術(shù)集成、操作性、安全冗余及成本控制等限制,該類(lèi)儀器(如化學(xué)需氧量、氨氮、煙氣、乳酸及微生物等在線監(jiān)測(cè)設(shè)備)在控制精度和故障排查上不甚理想。對(duì)儀器的故障診斷,多憑借工程經(jīng)驗(yàn)。因此,對(duì)儀器設(shè)備開(kāi)發(fā)的工程經(jīng)驗(yàn)、質(zhì)量控制、開(kāi)發(fā)效率以及工程優(yōu)化問(wèn)題的研究將更有迫切性和現(xiàn)實(shí)需要,其中,數(shù)據(jù)特征挖掘?qū)|(zhì)量控制和設(shè)備開(kāi)發(fā)效率的提高意義重大。

        1 影響COD在線監(jiān)測(cè)儀性能的因素①

        采用特征選擇和過(guò)濾匹配的方法快速分析儀器的故障原因[1],先要建立變量的初始特征集,這樣就必須明確可能引起故障的輸入變量對(duì)應(yīng)的節(jié)點(diǎn)或分類(lèi)節(jié)點(diǎn),再用COD在線監(jiān)測(cè)儀進(jìn)行的故障診斷研究來(lái)引出,其分析思路也可用于其他儀器系統(tǒng)。

        1.1 儀器的工作原理和過(guò)程

        COD在線監(jiān)測(cè)儀是眾多環(huán)保監(jiān)控儀器中的一種,其核心測(cè)試方法有重鉻酸鹽法、高錳酸鉀法、庫(kù)侖法、臭氧法、電極法及羥基法等[2],其中重鉻酸鹽和高錳酸鉀法是國(guó)標(biāo)方法[3],用得較為普遍。

        圖1是某公司的COD在線監(jiān)測(cè)儀后側(cè)圖。整個(gè)測(cè)試過(guò)程按采樣、定容、消解、比色的過(guò)程串聯(lián)進(jìn)行,工作前有試管清洗、系統(tǒng)復(fù)位及光度計(jì)調(diào)零等操作,采用重鉻酸鹽法消解,光度計(jì)法比色。監(jiān)測(cè)儀的主要構(gòu)件包括試劑瓶、導(dǎo)管、繼電器、蠕動(dòng)泵、消解池、加熱棒、比色池、光度計(jì)、PLC、嵌入式顯示和控制組件。

        圖1 COD在線監(jiān)測(cè)儀后側(cè)圖

        1.2 故障因素(初始特征集)分析

        任何影響儀器工況的因素都可以作為輸入變量特征集的元素,但是,為了降低特征子集之間的相關(guān)性,理清故障因素是關(guān)鍵。該儀器的測(cè)試范圍是5~1 000mg/L,而數(shù)據(jù)多分布在200mg/L以?xún)?nèi),因此可以說(shuō),任何節(jié)點(diǎn)的故障振動(dòng)或漂移都可能影響測(cè)試結(jié)果的穩(wěn)定性,這給逐點(diǎn)排查儀器故障帶來(lái)了麻煩。假設(shè)樣本數(shù)據(jù)不存在大量干擾(如Cl-),可從3個(gè)主要過(guò)程來(lái)分析故障因素。

        定容階段。主要是借助于蠕動(dòng)泵的兩次固定時(shí)間內(nèi)的正反轉(zhuǎn)抽取樣本到消解池中。蠕動(dòng)泵的不穩(wěn)定,可能導(dǎo)致無(wú)法準(zhǔn)確定容,影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果,此類(lèi)故障可以通過(guò)肉眼觀察發(fā)現(xiàn);放置在試管中的吸管由于端子不規(guī)則,或電磁閥的吸附,都會(huì)造成不確定的殘留試劑。

        消解階段。從消解條件考慮,即催化劑和溫度。難點(diǎn)在于溫度的控制,主要是加熱器和溫控儀部分是可能的故障點(diǎn),數(shù)據(jù)所反映出的明顯特征就是測(cè)試結(jié)果普遍偏低。

        采樣階段。涉及到光度計(jì)部分、比色皿部分和硬件電路部分,如光源的“單色性”太差、檢測(cè)器漂移及比色皿中有大量氣泡或不均勻等。從朗伯比爾定律的前提條件入手去分析采樣階段的可能故障點(diǎn)是完備的。

        2 故障診斷數(shù)據(jù)挖掘模型

        2.1 雙特征變量選擇和匹配

        根據(jù)評(píng)價(jià)準(zhǔn)則,特征選擇可以分為過(guò)濾器、封裝器和嵌入式3類(lèi)基本模型[4],在此按過(guò)濾器模型進(jìn)行特征選擇,需要首先對(duì)初始特征集進(jìn)行定義。

        按照儀器的動(dòng)作過(guò)程逐級(jí)分類(lèi),可以使特征間的分類(lèi)間距最大化,減少無(wú)效特征或冗余特征,并且由于是按流程操作的,所以在發(fā)生故障的條件下,采樣、定容、消解、比色之間引起故障的相關(guān)系數(shù)為零。圖2所示為雙特征變量的匹配流程,首先要理清所有引起儀器故障的外部變量和內(nèi)部變量,并注意變量之間是否存在關(guān)聯(lián)性,隨后把變量屬性符號(hào)化得到特征子集,然后可以用矩陣的形式表示出特征。對(duì)于數(shù)據(jù)特征的挖掘,除了常見(jiàn)的統(tǒng)計(jì)特征,還應(yīng)結(jié)合儀器的自身特點(diǎn)挖掘出與之對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)特性,如數(shù)據(jù)穩(wěn)定的滯后效應(yīng)、數(shù)據(jù)偏離均值的正負(fù)值及最值分散度等。

        圖2 雙特征變量的匹配流程

        2.2 故障變量的特征選擇

        儀器故障的完備事件容易找到,如溫度、濕度、光度計(jì)電源及加熱棒等。若隨意劃分特征子集,將不利于故障的快速映射。如將溫度看成是一個(gè)特征元素或集合,而溫度對(duì)多個(gè)構(gòu)件和環(huán)節(jié)都會(huì)產(chǎn)生影響,和數(shù)據(jù)特征進(jìn)行匹配時(shí),無(wú)法建立有說(shuō)服力的聯(lián)系。因此,特征集合的搜索和分類(lèi)很關(guān)鍵。

        圖3 系統(tǒng)的故障樹(shù)

        2.3 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)特征選擇和特征選擇算法

        有效提高特征選擇算法穩(wěn)定性的方法主要有基于經(jīng)典特征選擇算法的集成特征選擇、基于樣本加權(quán)的算法[5]和特征組群的方法。數(shù)據(jù)特征這部分包括如何進(jìn)行選擇數(shù)據(jù)和對(duì)數(shù)據(jù)的特征挖掘。從圖4所示的測(cè)試數(shù)據(jù)可以看出,50mg/L的標(biāo)樣測(cè)試數(shù)據(jù)表明該儀器工作不正常,但并不一定用此組數(shù)據(jù)更有利于反映儀器固有的問(wèn)題,因?yàn)橛锌赡苁枪收宵c(diǎn)的次生干擾和故障本身干擾的結(jié)果。因此,在儀器穩(wěn)定運(yùn)行的情況下,需要選擇合適的測(cè)試數(shù)據(jù)作為評(píng)估的原始特征集。假設(shè)關(guān)注以下幾類(lèi)數(shù)據(jù)特征:均值、方差、數(shù)據(jù)穩(wěn)定的滯后效應(yīng)、數(shù)據(jù)偏離均值的正負(fù)值、最值分散度。理論上5個(gè)特征有31種數(shù)據(jù)組合。接下來(lái)就要采用各種手段建立數(shù)據(jù)特征集合與變量特征集的聯(lián)系。

        圖4 故障儀器的測(cè)試數(shù)據(jù)(50mg/L標(biāo)樣)

        3 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析和驗(yàn)證

        3.1 數(shù)據(jù)的選取

        對(duì)同一儀器的數(shù)天數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣分析,低(50mg/L)、高(200mg/L)濃度標(biāo)樣測(cè)試值的分布分別如圖5、6所示。低濃度測(cè)試結(jié)果表明,均值偏離大,且測(cè)試穩(wěn)定性較差。高濃度的測(cè)試結(jié)果均值接近標(biāo)樣,但少數(shù)采樣值漂移比較大,這說(shuō)明儀器不存在原理性故障,系統(tǒng)整體運(yùn)行比較穩(wěn)定,受環(huán)境的干擾或穩(wěn)定運(yùn)行的條件不足。在做進(jìn)一步的數(shù)據(jù)特征挖掘時(shí),需要盡可能排除誤差因素的干擾,突顯故障因素對(duì)數(shù)據(jù)的作用,因此選擇高濃度采樣數(shù)據(jù)進(jìn)一步分析。

        圖5 低濃度標(biāo)樣測(cè)試值的分布

        圖6 高濃度標(biāo)樣測(cè)試值的分布

        3.2 標(biāo)樣測(cè)試

        圖7是溫度基本恒定或變化趨勢(shì)相同的條件下,同一儀器對(duì)不同標(biāo)樣的測(cè)試結(jié)果,可以斷定:幾乎首次采樣的結(jié)果都會(huì)比標(biāo)樣值低。可以通過(guò)此特征和相關(guān)經(jīng)驗(yàn),鎖定幾種可能故障,優(yōu)先用其他數(shù)據(jù)特征驗(yàn)證這些故障。圖8是溫度基本恒定(8℃),不同儀器對(duì)同一標(biāo)樣的測(cè)試結(jié)果,依然有首次測(cè)量低于標(biāo)樣值的特征。

        圖7 同一儀器不同標(biāo)樣的測(cè)試值

        圖8 不同儀器對(duì)同一標(biāo)樣的測(cè)試

        3.3 數(shù)據(jù)特征分析和結(jié)論

        表1是200mg/L(高濃度)的標(biāo)樣測(cè)試結(jié)果,其均值和方差分別為199.87和39.07,均值接近200mg/L,方差較大,說(shuō)明數(shù)據(jù)波動(dòng)較明顯。圖9為測(cè)試數(shù)據(jù)的波動(dòng)和均值特質(zhì),可以看出,測(cè)試數(shù)據(jù)幾乎是負(fù)波動(dòng),即在中心線(CL)以下波動(dòng),且數(shù)據(jù)存在偶發(fā)的不穩(wěn)定現(xiàn)象。綜上所述,可以得出如下結(jié)論:

        a. 系統(tǒng)不存在原理性故障,一天內(nèi)測(cè)量?jī)x器穩(wěn)定性較差;

        b. 儀器魯棒性能較差;

        c. 儀器系統(tǒng)并沒(méi)有完全得到響應(yīng);

        d. 系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行前需要1~3個(gè)測(cè)試周期。

        表1 200mg/L標(biāo)樣的測(cè)試值

        圖9 測(cè)試數(shù)據(jù)的波動(dòng)和均值特征

        按照構(gòu)建模型的思路去分析和排查,很快就找到了該儀器的故障原因,即加熱棒沒(méi)能完全包裹整個(gè)液位面(圖10),由于熱傳遞和熱損耗的影響,使消解池的上液位面的液體不能持續(xù)10min保持175℃,從而導(dǎo)致消解不完全。

        圖10 消解池和加熱裝置(故障點(diǎn))

        4 結(jié)論

        4.1原始數(shù)據(jù)選取根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和特征選擇的要求,才能盡可能減少誤差因素,突顯故障因素,對(duì)于該儀器而言,選擇高濃度的標(biāo)樣更有利于儀器分析。

        4.2按儀器操作流程對(duì)故障特征變量進(jìn)行劃分,有利于增大類(lèi)別距離,減少特征冗余;數(shù)據(jù)特征和故障變量的匹配可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)來(lái)減少算法。

        4.3雖然該儀器的采樣周期為30min,若將整天的測(cè)試看成一次集中采樣,仍然可以從系統(tǒng)的快速響應(yīng)性、穩(wěn)定性和魯棒性的角度分析,并得到比較滿意的結(jié)果。

        猜你喜歡
        標(biāo)樣監(jiān)測(cè)儀測(cè)試數(shù)據(jù)
        火花源原子發(fā)射光譜法檢測(cè)鋼中硫元素時(shí)分析精度降低的原因探究和問(wèn)題改善
        自制標(biāo)樣提高X射線熒光光譜儀壓片法曲線的準(zhǔn)確度
        化工管理(2021年4期)2021-02-27 07:34:08
        測(cè)試數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
        基于STM32F207的便攜式氣井出砂監(jiān)測(cè)儀設(shè)計(jì)
        電子制作(2018年9期)2018-08-04 03:31:16
        一種基于數(shù)據(jù)可視化技術(shù)的便攜式物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境監(jiān)測(cè)儀
        電子制作(2018年12期)2018-08-01 00:47:46
        基于自適應(yīng)粒子群優(yōu)化算法的測(cè)試數(shù)據(jù)擴(kuò)增方法
        PM2.5環(huán)境監(jiān)測(cè)儀設(shè)計(jì)
        電子制作(2016年23期)2016-05-17 03:53:31
        空間co-location挖掘模式在學(xué)生體能測(cè)試數(shù)據(jù)中的應(yīng)用
        體育科技(2016年2期)2016-02-28 17:06:21
        基于手機(jī)短信的智能交互式環(huán)境監(jiān)測(cè)儀的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
        淺談化學(xué)檢測(cè)中標(biāo)樣量值的準(zhǔn)確性
        化工科技(2014年5期)2014-06-09 06:11:24
        99热这里有精品| 亚洲欧洲日韩另类自拍| 在线亚洲精品国产成人二区| 不卡免费在线亚洲av| 偷拍一区二区三区四区| 成年女人黄小视频| 狠狠爱无码一区二区三区| 午夜无码片在线观看影院y| 久久久亚洲av午夜精品| 色欲av伊人久久大香线蕉影院| 亚洲精品字幕在线观看| 精品视频专区| 人妻少妇中文字幕久久hd高清| 色婷婷一区二区三区四区成人网| 丁香花在线影院观看在线播放| 国内精品一区二区2021在线| 亚洲女同性恋激情网站| 国产 精品 自在 线免费| 成人黄色网址| 亚洲综合伦理| 亚洲一区二区三区在线视频| √天堂中文官网在线| 护士奶头又白又大又好摸视频| 漂亮的小少妇诱惑内射系列| 经典三级免费看片天堂| 97人伦影院a级毛片| 久久久久久久久888| 中文字幕大乳少妇| 人妻精品人妻一区二区三区四区| 妇女bbbb插插插视频| 国产精品无码专区视频| 久久亚洲精品成人av观看| 欧美性白人极品1819hd| 韩国19禁无遮挡啪啪无码网站| 国产亚洲欧美另类久久久| 日韩av在线不卡一区二区| 久久天天躁狠狠躁夜夜av| 一国产区在线观看| 久久网站在线免费观看| 国产精品久久国产精麻豆99网站| 曰本女人牲交全视频免费播放|