状态监测与故障诊断技术的研究与应用对于保障流程工业中设备安全、可靠、高效运行,消除设备以及由设备组成的生产系统的故障隐患,避免事故的发生具有重要理论意义和应用价值。本论文结合浙江省科技攻关计划项目“分布式机组远程智能状态监测与故障诊断技术和系统研发”(2007C21086),以多级流模型(Multilevel Flow Models,MFM)为理论基础,以火力发电系统为对象,开展流程工业系统的状态监测与故障诊断技术研究,对于促进状态监测与故障诊断技术的发展具有重要的科技意义。本论文研究的主要内容及章节安排如下:第一章论述了流程工业设备故障诊断的重要意义;阐述了流程工业设备故障诊断的研究现状;综述了MFM建模与故障诊断方法的研究现状与发展;分析了MFM在系统故障诊断应用中的优势;最后结合科研项目的具体要求,给出了本论文的主要研究内容与总体框架。第二章在分析机电系统建模方法特点的基础上,介绍了MFM建模的基本概念和原理;研究了MFM的建模方法,建立了火力发电供水系统的MFM简化模型;分析了MFM功能节点间的因果关系,给出了一种功能节点因果关系的图形表示方法;提出一种多状态功能节点间因果关系的矩阵表达方法,方便应用计算机进行基于MFM的计算与分析。第三章分析了基于MFM的故障诊断技术,给出了基于MFM的故障诊断的一般过程;分析了MFM中流的基本属性、功能节点分组和故障警报分析规则,提出了一种MFM模型中未知功能节点测量值和未知功能节点警报状态的确定方法,给出了测量校验算法和故障警报分析与诊断的一般实现流程;最后分析了基于MFM故障诊断技术的适用性。第四章在分析火力发电系统组成、功能及电力生产过程基础上,分别确定了火力发电系统MFM对应的目标、功能、设备元件,建立了火力发电系统的MFM模型,给出了火力发电系统基于MFM的故障警报分析与与诊断的应用过程。第五章分析了基于MFM的火力发电系统故障诊断软件设计的要求,给出了该软件的系统框架设计方案,设计了该软件的主要功能模块,开发了火力发电系统故障诊断软件,给出了一个故障诊断应用实例。第六章对全文进行了总结,并对今后的工作提出了一些建议和设想。