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报警系统作为提高流程工业安全性能、保持过程可靠运行的主要手段一直发挥着重大作用。然而,传统的流程工业报警系统存在着许多缺陷,由于不合理的报警系统导致操作员不能及时处理异常而引起生产事故的情况时有发生。为此,论文针报警系统的评估和优化方法进行了深入探讨。 首先,对于当前流程工业报警系统的一些常见问题、产生原因及可能引起的后果进行了详细的分析,结合报警系统特性和参数提出了一个报警系统合理性及效率的评估框架,并在此基础根据工业过程运行状况给出了报警系统定量的评估方法。此方法获取数据容易、实施难度较小,评估结果便于操作员和管理人员的理解。 其次,将报警系统优化目标定义为两个层面:基于检测工艺参数异常、设备故障、进而避免安全事故的安全层面,以及面向保障流程工业系统高效运行、提高生产效益的经济层面。对于安全层面,不合理的报警阈值设置是报警系统的主要问题,它会导致大量的误报警、漏报警和滋扰报警的出现,误导操作员决策、影响工业过程的安全运行。为此,论文提出一种基于历史数据的报警阈值优化方法。基于过程变量历史数据估计概率密度、根据概率密度函数建立报警阈值的优化模型,进而求得最优阈值。此外,还提出了一个改进型报警延时器方法,基于马尔可夫链推导分析相应参数对于误报警概率、漏报警概率和平均报警延时时间等报警效率指标的影响,数值实例和仿真分析验证了方法的有效性。为了保障工业过程高效运行,论文提出了一种动态经济报警阈值设置方法,基于预测控制思想、通过报警信息指导操作员把消耗函数限制在可以接受的区间。 最后,论文对工业DMF回收过程和常压加热炉的报警系统进行了优化,进一步验证了所提方法的有效性。