船舶动力装置故障诊断专家系统的开发.pdf

船 　舶 　工 　程 2000年 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　第 5 期 船舶动力装置故障诊断专家系统的开发 上海交通大学动力与能源工程学院　张维竞　张　鹏　罗蛟龙 　　摘 　要 　采用热力参数分析法专家系统对船舶动力装置额定工况下的故障进行实时诊断 ,详 细分析了热力参数与故障间的关系 ,并给出了故障诊断子系统的推理机和知识库的设计开发方法 , 推理机和知识库采用专家系统开发工具 CL IPS 语言实现。 关键词 　船舶动力装置 　热力参数 　故障诊断 　专家系统 1 　概述 　　目前 ,船舶柴油机的按时维修方式缺乏事故预 见能力 ,造成过剩维修 ,导致维修成本很高。为减小 上述弊端 ,须采用监测与故障诊断技术进行视情维 修 ,这不仅可防止突发事故保障船舶安全 ,而且可以 减少维修费用、提高设备利用率 ,从而带来较大的经 图 1 　系统结构图 济效益。 模块 ; ③诊断子系统 ,包括知识库与推理机。第一和 船舶动力装置的监测与诊断方法多种多样 ,最 第二部分采用 visual C + + 进行设计 ,第三部分采用 常用的是振动分析法、油液分析法和热力参数分析 知识工程语言 CL IPS 进行开发。CL IPS 是由美国 法。振动分析法利用动力装置在工作时产生的振动 ( ) 航空航天管理局 NASA 于 1985 年推出的一种专 信号 ,经测试、数据分析对零部件的状态进行诊断。 家系统工具 , 由于篇幅所限这里不予详细介绍。 此方法具有诊断速度快、准确率较高和能够实现在 线诊断的优点 ,但也存在许多技术难点。例如 ,激励 2 　热力参数异常的分析 的识别问题、多缸柴油机各运动部件的干扰问题、在 　　根据所要监测的船舶动力装置的具体情况 ,我 线诊断仪器和测点的布置 , 以及轮机人员技术水平 们对各热力参数异常的原因进行了细致的分析。例 要求较高等问题。油液分析法提取的信息准确 ,可 如 : 以避免振动分析技术存在的频谱干扰等不足。但此 排气温度过高的原因 : 技术诊断价格昂贵 ,手动操作较多 ,速度慢 ,并且对 ①喷油时间过晚 ,喷油压力过低 ,喷油雾化不良 技术人员的要求很高 ,使其应用受到一定的限制。 或滴油 ,使后燃期延长 ; 动力装置热力工作过程参数蕴含大量的故障信 ②气缸压缩不足 ,压缩终点时气缸内空气的压 息 ,具有外界干扰小、信息质量好诊断范围广和可用 力和温度较低 ,使滞燃时间延长 ,后燃增多。; 性强的特点 ,具有很大的诊断应用价值。随着船舶 ③柴油机负荷过重 ,喷油量过多。 监控系统自动化的提高 ,热力过程参数如排气温度、 排气温度过低的原