Journal of Novel Researches on Smart Power Systems

fa آشکارسازی عیوب تدریجی همزمان گرفتگی مسیر سیال و نشتی در مخازن صنعتی به‌هم‌پیوسته Simultaneous Pipe Jamming and Tank Leakage Incipient Fault Detection in Interconnected Industrial Tank Systems تخصصي Special پژوهشي Research در فرآیندهای صنعتی حلقه-بسته دارای مخازن به‌هم‌پیوسته با رفتار دینامیکی غیرخطی تحت اغتشاشات تصادفی توأم گوسی و غیرگوسی، آشکارسازی به‌موقع عیوب تدریجی همزمان، اهمیت بالایی دارد. بدین منظور، در این مقاله یک روش آشکارسازی برای عیوب تدریجی در این سیستم‌ها، ارائه شده است. در این روش، ابتدا با استفاده از  مدل سیستم، مدل معلوم کنترل‌کننده و اندازه‌گیری‌ها و با فرض کلیه نامعینی‌ها در بردار عیب تدریجی، تخمین بردار حالت سیستم انجام شده است. سپس، سیگنال مانده با استفاده از تفاضل بردار خروجی اندازه‌گیری شده و تخمین آن، تولید می‌شود. پس از آن، با تمرکز بر پردازش مانده تولید شده بواسطه ویژگی‌های آماری آن از جمله پنجره متحرک و خودهمبستگی، سیگنال مانده مناسب تحلیل تولید شده است. برای ارزیابی این مانده، حد آستانه متغیر و ثابت طراحی شده و در نهایت با ارزیابی هشدارهای دریافت شده بواسطه عبور سیگنال مانده از حد آستانه متغیر و یا تشخیص قطعی عبور از حد آستانه ثابت، برای تشخیص عیب تدریجی راهکار ارائه شد. در پایان به منظور ارزیابی این رویکرد، شبیه‌سازی آشکارسازی عیوب تدریجی همزمان نشتی مخازن و گرفتگی مسیر سیال در سیستم غیرخطی سه‌تانک به‌هم‌پیوسته DTS200، انجام شده است. برای ارزیابی کمی نتایج شبیه‌سازی، ماتریس اختلاط تشکیل و شاخص‌های ارزیابی مرتبط و امتیاز اف-وان محاسبه شده است. 1, *2, 3 1-Ph.D. student, *2-Assistant Professor, Department of Electrical Engineering, Ahvaz Branch, Islamic Azad University, Ahvaz, Iran, <a href="mailto:m.forouzanfar@iauahvaz.ac.ir" style="color:blue; text-decoration:underline">m.forouzanfar@iauahvaz.ac.ir</a> 3- Assistant Professor, . In chemical closed-loop processes, interconnected industrial tanks are described by nonlinear dynamic models, sometimes under simultaneous Gaussian and non-Gaussian perturbations. Timely detection of simultaneous pipe jamming and tank leakage incipient faults is a concern of this art. In this work, a new incipient fault detection approach is proposed for application in such a system. First, the state vector is estimated using an accurate mathematical model and controller model. Then, the primary residual signal is generated using the measurements and the estimated states. Next, the generated residual signal is processed using statistical features, such as the autocorrelation test. After that, by an adaptive either fixed threshold applied in the online monitoring devised with the introduced evaluation technique, while the fault detectability is improved, the false detection problem is restricted to the system permitted number. Finally, in order to evaluate the proposed approach, the simultaneous fouling incipient fault diagnosis over the heat transfer unit built-in nonlinear closed-loop three-vessel tank system DTS200 is considered. For quantitative evaluation of the simulation results, the confusion matrix, related evaluation indices, and F1-score have been calculated. آشکارسازی عیب تدریجی, خودهمبستگی, غیرخطی, غیرگوسی, مبتنی بر مدل. Autocorrelation, Incipient fault detection, Model-based, Non-Gaussian, Stochastic. 9 18 http://jeps.dezful.iau.ir/browse.php?a_code=A-10-243-2&slc_lang=fa&sid=1 Hossein Safaeipour حسین صفایی پور h.safaeipour@iauahvaz.ac.ir 10031947532846001560 10031947532846001560 No Department of Electrical Engineering, Ahvaz Branch, Islamic Azad University, Ahvaz, Iran. گروه مهندسی برق، واحد اهواز، دانشگاه آزاد اسلامی، اهواز، ایران Mehdi Forouzanfar مهدی فروزانفر m.forouzanfar@iauahvaz.ac.ir 10031947532846001561 10031947532846001561 Yes Department of Electrical Engineering, Ahvaz Branch, Islamic Azad University, Ahvaz, Iran. گروه مهندسی برق، واحد اهواز، دانشگاه آزاد اسلامی، اهواز، ایران Amin Ramezani امین رمضانی ramezani@modares.ac.ir 10031947532846001562 10031947532846001562 No Electrical and Computer Engineering Department, Tarbiat Modarres University, Tehran, Iran گروه مهندسی برق، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران