报警系统是石化工业过程的重要组成部分,是确保工业生产安全的重要屏障。通过报警系统提示,操作员可以实时掌握设备运行状态,准确高效处理过程故障。随着先进控制系统的发展及广泛使用,报警点设置变得更加容易,但随意设置报警点的情况导致产生的报警数据中存在许多的错误和冗余信息。石化工业系统变量间往往存在关联性,如果报警设置不合理,当异常情况发生时,可能在造成“报警泛滥”问题。大量无效报警给系统操作员造成了巨大困扰,严重情况下甚至会导致操作员无法及时处理关键报警,从而导致事故发生。报警阈值作为报警管理设计重要环节,阈值设置得是否合理,关系到能否在最佳时机产生正确报警,关系到能否有效减少错误报警和遗漏报警,关系到能否保障过程生产安全。因此,本课题针对石化工业过程中报警泛滥、阈值点设计不合理问题,开展报警阈值优化设计工作,给出了一种改进后的多变量报警阈值优化设计方法。该方法首先基于流程化工过程知识对系统变量进行子模块划分,其次运用主元分析法实现目标优化子模块选取,采用偏最小二乘法实现目标优化变量选择,使用偏最小二乘投影矩阵建立目标子模块之间关联关系,最后构建基于误报率、漏报率、关联模块投影矩阵相似度的目标优化函数,获得最优报警阈值组,实现报警阈值优化的目标。本文的主要研究工作如下:(1)目标优化子模块及该子模块目标优化变量的选取、目标优化子模块关联关系构建。本文通过主元分析法实现对具有化工连续关联特性的变量模块进行目标优化子模块选取,采用偏最小二乘法实现目标优化变量选择,通过偏最小二乘法投影矩阵建立目标优化子模块间关联关系。(2)基于误报率、漏报率和关联模块投影矩阵相似度的报警阈值设计方法。本文针对以往阈值优化设计过程中基于变量相关性分析实现两两变量报警优化的情况,引入关联模块相似度,并综合报警管理中两个重要安全指标误报率和漏报率,构建基于误报率、漏报率和关联模块投影矩阵相似度的报警阈值优化目标函数,结合高斯非参数核函数估计方法和遗传算法求取最佳阈值组,实现多变量报警阈值优化。(3)以TE模拟过程模型为例,基于TE过程的三种不同故障类型,使用本文提出的报警阈值优化设计方法做了实例验证,通过与常用的阈值设计方法进行对比,验证了本文提出方法的有效性。