[发明专利]一种轧钢工艺流程复合故障追溯方法

说明书

本发明提供一种轧钢工艺流程复合故障追溯方法，属于生产过程的控制和监测技术领域。所述方法包括：构建轧钢工艺流程复合故障模式分类器；基于构建的轧钢工艺流程复合故障模式分类器实现层次化的复合故障追溯。采用本发明，能够在发生复合故障时及时诊断和推理辨识出故障的根本原因。

技术领域

本发明涉及生产过程的控制和监测技术领域，特别是指一种轧钢工艺流程复合故障追溯方法。

背景技术

近年来，热轧工艺流程运行状态异常通常是由于底层回路发生复合故障引起子系统状态异常，进而导致其它子系统和全流程状态异常的“自下而上”的发展模式。与之相对应，复合故障追溯应是从全流程异常状态出发，追溯底层回路故障原因的“自上而下”过程，加之复合故障潜在分布范围较广以及故障征兆表现的滞后性，使得复合故障追溯问题的研究具有挑战性。因此，基于复合故障自主检测结果，研究复合故障追溯技术，在运行状态异常时及时诊断和推理辨识出故障的根本原因，对于保障热轧工艺流程运行的安全性和稳定性具有重要的理论与工程意义。

轧钢工艺流程主要由加热、粗轧、飞剪、精轧等众多生产工序构成，从原材料到最终产品形成一个以串联结构为主体的产品加工长流程；同时，其相应综合自动化系统层级明显，主要包括设备层、实时控制层、过程控制层及制造执行层等，如图1所示。各层级分工明确且相互协作关联，加之其原料成分、设备状态、工艺参数等难以实时或全面感知，使其安全性、稳定性分析复杂多变，任一或多个环节异常均会导致故障传播甚至演变演化，引起企业因质量异议用户退货而停产维修，影响企业经济效益。但是，现有技术中，无法在发生复合故障时及时诊断和推理辨识出故障的根本原因。

发明内容

本发明实施例提供了轧钢工艺流程复合故障追溯方法，能够在发生复合故障时及时诊断和推理辨识出故障的根本原因。所述技术方案如下：

本发明实施例提供了一种轧钢工艺流程复合故障追溯方法，包括：

构建轧钢工艺流程复合故障模式分类器；

基于构建的轧钢工艺流程复合故障模式分类器实现层次化的复合故障追溯。

进一步地，所述复合故障模式包括：传播型、耦合型、多重并发型及复合型。

进一步地，所述构建轧钢工艺流程复合故障模式分类器包括：

利用相关性分析方法分析传播型、耦合型、多重并发型及复合型故障数据与正常数据之间的相关性，根据相关性分析结果确定轧钢工艺流程复合故障模式的特征子空间；

利用轧钢流程专家经验及工艺知识对得到的特征子空间进行识别和分类，根据分类结果，标注故障数据与正常数据的复合故障模式，基于标注结果及其对应的特征子空间构建能够反映复合故障模式的轧钢工艺流程复合故障模式分类器，其中，正常数据的复合故障模式标注为无。

进一步地，所述利用相关性分析方法分析传播型、耦合型、多重并发型及复合型故障数据与正常数据之间的相关性，根据相关性分析结果确定轧钢工艺流程复合故障模式的特征子空间包括：

分析传播型、耦合型、多重并发型及复合型故障数据与正常数据之间的相关性，根据相关性分析结果提取能够反映轧钢工艺流程故障特性的数据特征，得到轧钢工艺流程复合故障模式的特征矢量；

利用相似度分析方法对得到的特征矢量进行筛选，得到相似度指标变化幅度在预设区间且具有轧钢工艺流程故障特性的复合故障模式的特征子空间。

进一步地，所述层次化指：从全流程到子系统。

进一步地，所述基于构建的轧钢工艺流程复合故障模式分类器实现层次化的复合故障追溯包括：