专题|技术过程故障检测、监控和安全
日期：2006-7-10 22:44:26 来源：本站整理
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编者按:
工程系统安全可靠的运行对于保障人员生命和健康、环境保护和提高经济效益是非常重要的。系统的正常运行对降低产品成本，提高产品质量也有很重要的影响。早期的故障诊断可避免造成人员伤害和设备的灾难行事故。精确的诊断能帮助人们做出正确的决策，进行紧急的修复和抢救。同样，工业设备的容错设计在这方面也起到重要作用，如减轻故障的影响，以及提供一个安全的运行环境。
故障检测和诊断(FDD)现在已发展成为自动控制领域的一个主要研究领域，是一个交叉性的学科，涉及到了系统集成、控制工程、人工智能、应用数学和统计学以及各种应用领域（包括化学、电子学、机械学、航天航空等）。IFAC 已经认识到FDD的重要性，并且每三年就举办一次国际会议专题讨论这些问题。"SAFEPROCESS"国际会议已经在如下城市举办：1991年在德国巴登，1994年在芬兰赫尔辛基，1997年在英国赫尔，2000年在匈牙利布达佩斯，2003年在美国华盛顿特区。2006年，该领域所有的研究人员都将被邀请至中国北京参加Safeprocess会议,分享和交流在技术过程的故障检测、监控和安全性等多方面研究和应用中取得的最新进展。
第六届IFAC 技术过程的故障检测、监控和安全性国际会议暨展览会邀请函
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故障检测、安全防爆技术发展与现状：
一、故障检测和故障诊断：
故障检测的目的是尽快发现故障，减少故障潜伏时间。故障诊断是指明故障位置。故障检测和诊断能及时发现故障和故障部位，为排除故障提供了信息。故障一般分为4个层次，即物理层故障，逻辑层故障，信息(数据)层故障和系统层故障。而物理层故障是电子电路中的故障，可分为元件级、逻辑门级和集成芯片级故障；逻辑层故障是指物理层故障在逻辑层表现为逻辑值的变异；数据层故障是在数字系统和计算机中，常量、变量以及指令等都以码字形式存储和传递的。由于硬件故障或环境干扰等原因，会造成码字中的一个或多个码字发生变化，从而破坏了数据的正确含义，产生运算上的错误。故障在系统表现为功能的错误，即系统的输出不符合系统功能的设计要求。评价测试和诊断的有效性，通常是以覆盖率和分辨率来衡量的。检测覆盖率是指被测系统工程中任意故障能够被测出的概率。如果我们知道所有故障的集合为F1，可检测到的故障集合为Fd，则覆盖率为Fd/F1。分辨率是指能判明故障部件(模块)的大小。
实际上，诊断的目的是为部件重组或更换部件作准备的，分辨率只需和重组或更换相匹配就可以了。根据故障的测试时机，测试又分为脱机测试和联机测试。脱机测试是指系统投入使用之前的测试。这种测试在测试时间上较为宽松，一般可借助系统的外部仪器及模拟环境进行测试，或者利用特殊的测试软件对系统进行较详细的诊断。脱机测试的关键是在系统中必须投入冗余资源，使被测模块或系统不仅能够输出功能所需的信息，而且以输出一些额外的信息以指明模块或系统是否发生了故障；对于具有计算机的系统工程来说，冗余资源可以是软件，这视被测模块的特点而定。 [全文]
二、故障检测与诊断技术
在现代控制系统中，由于系统复杂性的日益提高，规模的不断扩大，系统常常要面对不可预计的变化。这类系统一旦发生故障就可能造成人员和财产的巨大损失。设计可靠的容错控制系统，或者将复杂系统的性能维持在高水平上，是急待解决的问题。切实保障现代复杂系统的可靠性和安全性，具有十分重要的意义。这首先就需要能够正确地检测出系统产生的变化（故障），然后尽快地采取相应措施来重新配置系统。由于实际应用在这方面有强烈要求，所以研究和发展新的故障检测和诊断技术已经成为自动控制领域的一个热点研究方向。
动态系统的故障检测与诊断（FDD）既是一门相对独立发展的技术，也是容错控制的重要支柱。目前国际上每年发表的有关FDD方面的论文和报告在1000篇以上。许多学者加入到这一研究领域，提出了许多研究方法。经过多年的发展，这一领域已经产生了许多研究成果。 [全文]
与故障检测、安全防爆技术相关的技术文章：
大型汽轮发电机组故障诊断技术现状与发展
基于定性方法的故障检测和诊断技术综述
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工程系统安全可靠的运行对于保障人员生命和健康、环境保护和提高经济效益是非常重要的。系统的正常运行对降低产品成本，提高产品质量也有很重要的影响。早期的故障诊断可避免造成人员伤害和设备的灾难行事故。精确的诊断能帮助人们做出正确的决策，进行紧急的修复和抢救。同样，工业设备的容错设计在这方面也起到重要作用，如减轻故障的影响，以及提供一个安全的运行环境。
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故障检测和诊断(FDD)现在已发展成为自动控制领域的一个主要研究领域，是一个交叉性的学科，涉及到了系统集成、控制工程、人工智能、应用数学和统计学以及各种应用领域（包括化学、电子学、机械学、航天航空等）。IFAC 已经认识到FDD的重要性，并且每三年就举办一次国际会议专题讨论这些问题。"SAFEPROCESS"国际会议已经在如下城市举办：1991年在德国巴登，1994年在芬兰赫尔辛基，1997年在英国赫尔，2000年在匈牙利布达佩斯，2003年在美国华盛顿特区。2006年，该领域所有的研究人员都将被邀请至中国北京参加Safeprocess会议,分享和交流在技术过程的故障检测、监控和安全性等多方面研究和应用中取得的最新进展。
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| 会议地点 | 会议将在位于北京西北部的清华大学举行。清华大学是中国1000多所高校中的两所最著名的大学之一。 WW.W_PLCJS_COM－PLC－技.术_网 现在清华大学有1069个正教授和1087个副教授, 研究生超过12000名。除此之外，清华大学的互联网设施在中国高校也处于领先地位。 清华大学有一个美丽的校园，其中有很多有趣的鸟类、大树、花丛和灌木还有一个美丽的湖。从清华大学进入市中心也很方便，可以乘坐公共汽车或出租车。因此，它的确是一个理想的会议举办场所。 WWW_PLCJS※COM－PLC－技.术_网(可※编程控※制器技术门户) 北京有悠久的历史和灿烂的文化，是一座巨大而又美丽并且现代化的城市。北京有很多世界著名的名胜古迹，如 长城、 颐和园、 明十三陵、 故宫博物院（紫禁城） 、 天坛 等。 北京是中国的首都, 也是中国的政治和经济的中心。 北京的住宿既舒适也不贵,通常4星级宾馆的标准间每天的房费大约在70到 100美元之间。 |
| 重要日期 | 提交论文初稿和邀请报告提案截止时间延长至： 2006年1月12日； WW.W_PLCJS_COM－PLC－技.术_网 通知论文论用/退稿的时间： 2006年4月1日； WWW_PLCJS※COM－PLC－技×术_网(可编程控※制器技术门户) 提交最终论文和摘要的时间: 2006年5月15日； P_L_C_技_术_网——可——编——程——控－制－器－技——术——门——户 早期注册时间: 2006年6月1日。 WWW_PLCJS@_COM%－PLC－技.术_网 注册手续办理截止到2006年6月12日。6月12日之后, 只能到位于北京的办事处用现金注册。 WW.W_PLC※JS_C,OM－PL,C－技.术_网 所有的参会人员必须佩戴胸卡；已经早期注册的参会人员也需要在注册台领取胸卡和会议资料。注册台位于清华紫光国际交流中心的大厅里。 WW.W_PLCJS_COM－PLC－技.术_网 注册台将在下面的时间开放： ——可——编——程——控－制－器－技——术——门——户 8月 29日 (周二) 09:00-12:00 ; 14:00-21:00 W1WW_P4LCJS_COM－PLC－技.术_网 8月 30日 - 九月1日 (周三--周五) 08:00-12:00 14:00-16:00 |
| 组织者及赞助者 | 组织方：清华大学自动化系 WWcW_PLCJS_COM－PLC－技.术_网 北京航天航空大学自动化学院 WWW※PLCJS_COM－PL＃C－技.术_网(可编※程控※制器技术门户) 中国自动化学会 WW.W_PLC※JS_C,OM－PL,C－技.术_网 WWW_PLCJS_COM－PLC－技.术_网 赞助方： IFAC 故障检测，监督和安全性技术委员会 WWW_PLCJS※COM－PLC－技.术_网(可※编程控※制器技术门户) 协同赞助方：IFAC 的下列技术委员会 化工过程控制 (CPC) WWW_P※LCJS_CO※M－PLC－技－.术_网 管理和控制的制造业建模(MIM) P_L_C_技_术_网——可——编——程——控－制－器－技——术——门——户 制造业控制 (MPC) plcjs.技.术_网 海运系统 (MAS) 微机械系统 WWW_PL※CJS_COM－PLC－技.术_网 (MES) 采矿，矿物和金属加工 (MMM) WWW_P※LCJS_CO※M－PLC－技－.术_网 模型, 辨识和信号处理 (MIS) WWW_P※LCJS_CO※M－PLC－技－.术_网 发电厂和能源系统 (PPP) P.L.C.技.术.网——可编程控制器技术门户 随机系统 (STS) WWW.PLCJS.COM——可编程控制器技术门户 plcjs.技.术_网 首席企业合作伙伴: 北京安控科技发展有限公司 WWW_PLC※JS_COM－PLC－技.术_网(可编程控※制器技术门户) WWW_PLCJS※COM－PLC－技×术_网(可编程控※制器技术门户) 从即日起到此国际会议结束为止，被推荐为中国自动化学会技术过程的故障诊断与安全性专业委员会“首席企业合作伙伴”。 WW.W_PLC※JS_C,OM－PL,C－技.术_网 WWW_PLCJ－S_COM－PLC－技.术_网(可－编程控－制器技术－门户) 企业及其它机构赞助者: 北京和利时系统工程股份有限公司 P_L_C_技_术_网——可——编——程——控－制－器－技——术——门——户 常州玻璃钢造船厂 WWW_PLCJS※COM－PLC－技×术_网(可编程控※制器技术门户) 中国空间技术研究院 WWW_PLCJS_COM－PLC－技.术_网 北京科强科技有限责任公司 WWW_PLC※JS_COM－PmLC－技.术_网 江苏开元国际集团畜产进出口股份有限公司 WWW_PLCJS@_COM%－PLC－技.术_网 浙江浙大中自集成控制股份有限公司 WWW_PLCJS@_COM%－PLC－技.术_网 西门子公司 W1WW_P4LCJS_COM－PLC－技.术_网 艾默生公司 |
| 会议日程 | 会议招待会：招待会将于8月29号晚上 7点至 9点在清华大学紫光国际交流中心举行， 该中心位于清华大学东门外， 是一个4星级的宾馆。 WWW_P※LCJS_COM－PLC－)技.术_网 该宾馆是本次国际会议的主要宾馆， 多数会议代表将入住此宾馆， 会议的注册台也将设在此宾馆。 WWW_PLC※JS_COM－PmLC－技.术_网 宴会：8月31日晚上8点至11点， 在“白家大宅门”饭店举行， WWW.PLCJS.COM——可编程控制器技术门户 地址：北京市海淀区苏州街 29号。 WWW_PLC※JS_COM－PmLC－技.术_网 休会招待：在上午和下午的会议休息时将会提供咖啡、茶、软饮料和饼干等点心。 |
| 会议内容 | 故障检测，分离和辨识： WWW_PLCJS※COM－PLC－技.术_网(可※编程控※制器技术门户) 基于模型的方法: 观测器，等价关系和辨识 ——可——编——程——控－制－器－技——术——门——户 统计方法 ——可——编——程——控－制－器－技——术——门——户 故障建模 WWcW_PLCJS_COM－PLC－技.术_网 信号分析 WWW_PLCJS@_COM%－PLC－技.术_网 鲁棒性的设计方法 WWW_P※LCJS_COM－PLC－)技.术_网 模式识别 WWW_PL※CJS_COM－PLC－技.术_网 故障诊断中的计算智能： WWW_PLCJS※COM－PLC－技.术_网(可※编程控※制器技术门户) 专家系统 WWW.PLCJS.COM——可编程控制器技术门户 模糊逻辑和粗糙集 P_L_C_技_术_网——可——编——程——控－制－器－技——术——门——户 人工神经网络 WWW_PLCJS_COM－PLC－技.术_网 模糊神经网络 WWW_PL※CJS_COM－PLC－技.术_网 定性推理 WWcW_PLCJS_COM－PLC－技.术_网 可靠性和安全性设计： WWW※PLCJS_COM－PL＃C－技.术_网(可编※程控※制器技术门户) 可靠性和安全性分析 WWW_PL※CJS_COM－PLC－技.术_网 基于概率的安全性评估 W1WW_P4LCJS_COM－PLC－技.术_网 安全系统的测试和评估 WWW_PLCJS_COM－PLC－技.术_网 安全性标准和资格确认 WWW_PLCJS※COM－PLC－技×术_网(可编程控※制器技术门户) 安全评估工具 WWW_PLC※JS_COM－PmLC－技.术_网 容错系统设计： WWW_P※LCJS_COM－PLC－)技.术_网 故障预测 WWW_PLC※JS_COM－PmLC－技.术_网 容错控制 plcjs.技.术_网 容错设计方法 WWW_P※LCJS_COM－PLC－)技.术_网 可重组的控制系统 P_L_C_技_术_网——可——编——程——控－制－器－技——术——门——户 维护和修理： P_L_C_技_术_网——可——编——程——控－制－器－技——术——门——户 维护和修理策略 WWW_PLCJS@_COM%－PLC－技.术_网 预报维护 WWW.PLCJS.COM——可编程控制器技术门户 操作者信息支持系统 WWW_PLCJS@_COM%－PLC－技.术_网 寿命-周期分析 WW.W_PLC※JS_C,OM－PL,C－技.术_网 人因学： WWW_PLC※JS_COM－PmLC－技.术_网 自动化中的人因学 WWW※PLCJS_COM－PL＃C－技.术_网(可编※程控※制器技术门户) 人员的可靠性分析 WWW_PLC※JS_COM－PmLC－技.术_网 系统操作和决策支持 WWW_PLCJS@_COM%－PLC－技.术_网 工业安全管理和安全文化 WWcW_PLCJS_COM－PLC－技.术_网 故障诊断中的经济、环境和生态学问题 WWW_P※LCJS_CO※M－PLC－技－.术_网 工业应用和案例研究： WWW_PLCJS_COM－PLC－技.术_网 电力、机械的和电子系统 WWW.PLCJS.COM——可编程控制器技术门户 化学和生物医学过程 WWW_P※LCJS_COM－PLC－)技.术_网 运输，交通和汽车系统 plcjs.技.术_网 能源系统 海运系统 WWW_PLCJS※COM－PLC－技×术_网(可编程控※制器技术门户) 航空航天领域 WWW※PLCJS_COM－PL＃C－技.术_网(可编※程控※制器技术门户) 基准问题的研究 |
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一、故障检测和故障诊断：
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故障检测的目的是尽快发现故障，减少故障潜伏时间。故障诊断是指明故障位置。故障检测和诊断能及时发现故障和故障部位，为排除故障提供了信息。故障一般分为4个层次，即物理层故障，逻辑层故障，信息(数据)层故障和系统层故障。而物理层故障是电子电路中的故障，可分为元件级、逻辑门级和集成芯片级故障；逻辑层故障是指物理层故障在逻辑层表现为逻辑值的变异；数据层故障是在数字系统和计算机中，常量、变量以及指令等都以码字形式存储和传递的。由于硬件故障或环境干扰等原因，会造成码字中的一个或多个码字发生变化，从而破坏了数据的正确含义，产生运算上的错误。故障在系统表现为功能的错误，即系统的输出不符合系统功能的设计要求。评价测试和诊断的有效性，通常是以覆盖率和分辨率来衡量的。检测覆盖率是指被测系统工程中任意故障能够被测出的概率。如果我们知道所有故障的集合为F1，可检测到的故障集合为Fd，则覆盖率为Fd/F1。分辨率是指能判明故障部件(模块)的大小。
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实际上，诊断的目的是为部件重组或更换部件作准备的，分辨率只需和重组或更换相匹配就可以了。根据故障的测试时机，测试又分为脱机测试和联机测试。脱机测试是指系统投入使用之前的测试。这种测试在测试时间上较为宽松，一般可借助系统的外部仪器及模拟环境进行测试，或者利用特殊的测试软件对系统进行较详细的诊断。脱机测试的关键是在系统中必须投入冗余资源，使被测模块或系统不仅能够输出功能所需的信息，而且以输出一些额外的信息以指明模块或系统是否发生了故障；对于具有计算机的系统工程来说，冗余资源可以是软件，这视被测模块的特点而定。 [全文]
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二、故障检测与诊断技术
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在现代控制系统中，由于系统复杂性的日益提高，规模的不断扩大，系统常常要面对不可预计的变化。这类系统一旦发生故障就可能造成人员和财产的巨大损失。设计可靠的容错控制系统，或者将复杂系统的性能维持在高水平上，是急待解决的问题。切实保障现代复杂系统的可靠性和安全性，具有十分重要的意义。这首先就需要能够正确地检测出系统产生的变化（故障），然后尽快地采取相应措施来重新配置系统。由于实际应用在这方面有强烈要求，所以研究和发展新的故障检测和诊断技术已经成为自动控制领域的一个热点研究方向。
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