1. 单回路趋势曲线基线建立与偏差识别
任务对象与数据准备
本例选取某装置一台温度控制回路（位号示例：TIC-2103，测量范围 0～200 ℃，工程单位 ℃）。该回路为单回路 PID 控制，DCS 历史库中可调取 PV（过程测量值）、SP（设定值）、OP（控制器输出，%）三条趋势。目标是先建立“正常工况基线”，再用当前趋势与基线比对，识别稳态偏差与波动幅度异常。
调取数据时先固定三个前提，否则基线不可比：
- 时间窗：基线取正常稳定运行时段，本例取 7 天（如 3 月 1 日 00:00 至 3 月 8 日 00:00）；当前趋势取最近 24 小时。
- 采样与压缩：两段数据使用同一采样周期（本例 1 min）与同一压缩方式（本例为不压缩原始归档），避免采样配置差异污染对比结论。
- 工况筛选：仅保留负荷稳定、无开停车、无手动干预的时段参与基线统计，剔除 PV 处于联锁或阀位饱和的片段。
从历史库导出后，对每个采样点计算偏差 e = PV − SP，并对 PV 做滑动统计。基线统计量用以下方式得到（示例数据为教学假设值，非实测）：
| 统计量 | 基线值（7 天正常段） | 当前值（近 24 h） | 判读 |
|---|---|---|---|
| 偏差均值 ē | +0.4 ℃ | +3.6 ℃ | 稳态偏差明显增大 |
| 偏差标准差 σe | 0.5 ℃ | 0.7 ℃ | 略有增大 |
| PV 波动幅度（峰峰值） | 2.1 ℃ | 6.8 ℃ | 波动幅度异常 |
| OP 均值 | 46 % | 63 % | 输出整体抬高 |
判据可量化为：稳态偏差超限取 |ē| > 2 ℃ 且持续超过 30 min；波动幅度超限取峰峰值 > 基线峰峰值的 2 倍。按此判据，当前趋势同时触发两条告警，需进一步区分是“测量漂移”“负荷变化”还是“控制性能下降”。
偏差识别与原因初判
把两条判据同时命中后，不要立刻下“控制器故障”的结论。按信号链顺序逐段排除，效率最高：
- 先看 SP 是否变化：本例 SP 全程稳定在 120 ℃，排除设定值调整导致的偏差。
- 再看 OP 与 PV 的联动：OP 均值由 46 % 抬到 63 %，说明控制器在持续加大输出试图把 PV 拉回，但 PV 仍偏高，属于“调节有效但被外部因素顶住”。
- 区分测量漂移与真实温度偏高：若现场就地温度计或便携校验仪读数接近 120 ℃，而 DCS 显示 123.6 ℃，则倾向热电阻/变送器漂移；若就地读数同样偏高，则倾向工艺侧负荷或换热能力变化。
- 看波动来源：峰峰值由 2.1 ℃ 增至 6.8 ℃，若波动周期与某台泵/阀切换周期一致，优先怀疑扰动源，而非 PID 参数。
基线不是一次定死的。建议在每次大修、换表、工艺负荷结构调整后重新采集基线窗口，并把窗口起止时间、采样周期、压缩方式记录在趋势诊断台账中，保证后续对比可追溯。
若基线窗口混入了开停车或手动操作片段，统计出的 σe 与峰峰值会被显著放大，导致后续“异常”判据失灵。筛选工况这一步不能省。
本例的处置顺序建议为：先做一次现场比对校验确认测量是否漂移；若测量正常，则调取同段换热介质温度与流量趋势，确认是否为负荷侧扰动；两者均排除后，再复核 PID 参数与阀门实际开度反馈是否一致。