化学工程与过程技术杂志
开放获取

抽象的

使用多尺度休哈特图改进故障检测和过程安全。

M Ziyan 警长和 Mohamed N Nounou

过程安全是各种过程工业的关键组成部分。统计过程监控技术最初是为了最大限度地提高效率和生产率而开发的，但在过去几十年里，随着灾难性工业灾难的发生，过程安全已成为重中之重。传感器在记录过程测量中起着至关重要的作用，根据监测变量的数量，过程监测技术可以分为单变量或多变量技术。大多数单变量过程监控技术依赖于三个基本假设：过程残差包含中等水平的噪声、独立且呈正态分布。然而，实际上，由于建模错误和传感器故障等多种原因，这些假设被违反了，这可能会导致灾难性事件。幸运的是，基于多尺度小波的数据表示本质上具有能够处理这些违反假设的特征。因此，在这项工作中，利用多尺度表示来增强休哈特图（这是一种著名的单变量故障检测方法）的性能，以帮助提高其性能。通过两个示例评估了开发的多尺度休哈特图的性能，并将其与传统图进行比较，一个使用合成数据，另一个使用模拟蒸馏塔数据。两个示例的结果清楚地表明，开发的多尺度休哈特图提供了较低的漏检率和误报率，以及较低的 ARL1 值（即，对于大多数违反休哈特图基本假设的情况，更快的检测）。此外，所提出的算法相对简单，鼓励其在实践中实施，以帮助提高过程安全性。