專利名稱：過程數(shù)據(jù)的報(bào)警統(tǒng)計(jì)及輔助調(diào)度系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于生產(chǎn)調(diào)度技術(shù)領(lǐng)域，特別是提供了一種過程數(shù)據(jù)的報(bào)警統(tǒng)計(jì)及輔助調(diào)度系統(tǒng)，對過程數(shù)據(jù)進(jìn)行報(bào)警預(yù)報(bào)并提供調(diào)度預(yù)案。
背景技術(shù)：
近年來，自動化技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等信息技術(shù)的發(fā)展使得工業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了從儀表控制到控制器控制、計(jì)算機(jī)控制的轉(zhuǎn)變。在監(jiān)控室里，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)采集了大量的過程數(shù)據(jù)，調(diào)度人員可以通過監(jiān)控系統(tǒng)對生產(chǎn)進(jìn)行實(shí)時調(diào)節(jié)。監(jiān)控系統(tǒng)具有實(shí)時報(bào)警功能，對配置了報(bào)警限的數(shù)據(jù)項(xiàng)，在超限時以聲音/閃爍等形式提示調(diào)度人員，當(dāng)數(shù)值回到正常范圍以后報(bào)警自動解除。歷史數(shù)據(jù)庫中記錄了大量的數(shù)據(jù)信息，包括各種關(guān)鍵運(yùn)行參數(shù)的歷史曲線，通過曲線查詢可以得到追溯生產(chǎn)運(yùn)行情況，分析事故發(fā)生的原因等。然而，監(jiān)控系統(tǒng)自帶的報(bào)警功能未能進(jìn)一步提供生產(chǎn)運(yùn)行狀況量化評價、預(yù)測以及調(diào)度預(yù)案支持。中國專利局2007年09月沈日公布的上海寶信軟件股份有限公司申請的專利《進(jìn)行實(shí)時異常判斷和動態(tài)報(bào)警的方法》(CN101042580)，公開了一種進(jìn)行實(shí)時異常判斷和動態(tài)報(bào)警的方法，可實(shí)時地進(jìn)行SPC分析和趨勢分析，在出現(xiàn)異常的第一時間實(shí)時地進(jìn)行報(bào)警； 中國專利局2008年07月07日公布的上海新策科技有限公司申請的專利《一種自動控制與報(bào)警的方法與系統(tǒng)》(CN101625564)，公開了一種自動控制與報(bào)警的系統(tǒng)和方法，以多種報(bào)警方式實(shí)時提醒調(diào)度人員，對過程進(jìn)行事前預(yù)防。關(guān)于監(jiān)控系統(tǒng)報(bào)警的專利很多，但大多是側(cè)重于報(bào)警設(shè)備以及出現(xiàn)報(bào)警后發(fā)出報(bào)警通知，并未對報(bào)警信息進(jìn)行進(jìn)一步的挖掘處理。以上的報(bào)警統(tǒng)計(jì)方法都是基于SPC理論的，可用于生產(chǎn)質(zhì)量控制，如用于生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)則存在如下不足之處一是實(shí)時報(bào)警及歷史數(shù)據(jù)不具有在線統(tǒng)計(jì)功能，無法對一段時間內(nèi)的生產(chǎn)運(yùn)行狀況給出量化評價；二是生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)中的報(bào)警多是相互關(guān)聯(lián)的，現(xiàn)有監(jiān)控系統(tǒng)不具備報(bào)警關(guān)聯(lián)分析及預(yù)測功能；三是報(bào)警出現(xiàn)后，現(xiàn)場調(diào)節(jié)依賴于調(diào)度人員的經(jīng)驗(yàn)，缺乏專家指導(dǎo)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種過程數(shù)據(jù)的報(bào)警統(tǒng)計(jì)及輔助調(diào)度系統(tǒng)，解決了上述背景技術(shù)的三點(diǎn)不足，實(shí)現(xiàn)了量化評價生產(chǎn)運(yùn)行狀況以確定生產(chǎn)系統(tǒng)的最佳運(yùn)行方案，通過已有報(bào)警項(xiàng)對其他過程數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)行狀態(tài)預(yù)測，為調(diào)度人員提供調(diào)度指導(dǎo)，提高生產(chǎn)的安全穩(wěn)定性，可在一定程度上節(jié)約生產(chǎn)運(yùn)行成本。本發(fā)明涉及到的名詞定義如下報(bào)警項(xiàng)對監(jiān)控系統(tǒng)中的過程數(shù)據(jù)，根據(jù)生產(chǎn)運(yùn)行的要求，設(shè)置上限、上上限、下限、下下限，稱之為報(bào)警項(xiàng)。報(bào)警類型超過上限、超過上上限、超過下限、超過下下限、正常5種，前4種狀態(tài)即為報(bào)警狀態(tài)，數(shù)據(jù)必處于以上5上狀態(tài)中的1種，定義超過上限但未超過上上限的報(bào)警為高限預(yù)警，定義超過上上限的報(bào)警為高限報(bào)警，定義低于下限但未低于下下限的報(bào)警為低限預(yù)警，定義低于下下限的報(bào)警為低限報(bào)警。忽略時間由于數(shù)據(jù)采集、通信、調(diào)整緩沖等各方面的原因，報(bào)警項(xiàng)的狀態(tài)變化后必持續(xù)時間超過一定的時間才認(rèn)為有效，這個持續(xù)時間就是定義的忽略時間。有效狀態(tài)變化報(bào)警項(xiàng)狀態(tài)變化后的連續(xù)持續(xù)時間超過忽略時間，即認(rèn)為該報(bào)警狀態(tài)變化有效。完整報(bào)警定義報(bào)警項(xiàng)進(jìn)入報(bào)警狀態(tài)，直至回到正常狀態(tài)的整個報(bào)警過程為完整報(bào)警。發(fā)明的技術(shù)方案本發(fā)明包括數(shù)據(jù)采集模塊，報(bào)警統(tǒng)計(jì)模塊、報(bào)警分析模塊、報(bào)警預(yù)測模塊、調(diào)度預(yù)案模塊4個服務(wù)端模塊，客戶端模塊；4個服務(wù)端模塊之間通過進(jìn)程間消息調(diào)用進(jìn)行數(shù)據(jù)信息交換，數(shù)據(jù)采集模塊和服務(wù)端模塊之間通過網(wǎng)絡(luò)消息調(diào)用進(jìn)行數(shù)據(jù)信息交換，客戶端模塊通過網(wǎng)絡(luò)消息連接服務(wù)端模塊。如

圖1所示。各模塊的具體功能如下所述數(shù)據(jù)采集模塊根據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)提供的接口，對過程數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時采集，原則是“逢變則存”，即當(dāng)數(shù)據(jù)值發(fā)生變化時，將其發(fā)送至報(bào)警統(tǒng)計(jì)模塊，并將原值及周期(可配置)統(tǒng)計(jì)值(如平均值、滑動平均值等)存儲至歷史數(shù)據(jù)庫，支持0racle、SQL Server以及文本文件等。報(bào)警統(tǒng)計(jì)模塊包括報(bào)警項(xiàng)配置和報(bào)警實(shí)時統(tǒng)計(jì)兩個功能。報(bào)警項(xiàng)的屬性有名稱、標(biāo)簽名、變比、單位、是否啟用、保留天數(shù)、忽略時間、上限、上上限、下限、下下限等。報(bào)警項(xiàng)配置即指對影響生產(chǎn)運(yùn)行穩(wěn)定的過程數(shù)據(jù)進(jìn)行編輯報(bào)警項(xiàng)屬性，對報(bào)警項(xiàng)可以進(jìn)行添加和刪除操作。報(bào)警實(shí)時統(tǒng)計(jì)是指根據(jù)報(bào)警項(xiàng)配置以及完整報(bào)警定義，實(shí)時處理由數(shù)據(jù)采集模塊提供的實(shí)時過程數(shù)據(jù)，記錄報(bào)警項(xiàng)狀態(tài)變化后的持續(xù)時間，當(dāng)再一次發(fā)生有效報(bào)警狀態(tài)變化時，保存各報(bào)警項(xiàng)的報(bào)警值到歷史數(shù)據(jù)庫，并以事件的形式通知訂閱了該報(bào)警項(xiàng)的客戶端；同時，報(bào)警統(tǒng)計(jì)服務(wù)可提供報(bào)警歷史查詢功能。報(bào)警分析模塊本模塊對統(tǒng)計(jì)期內(nèi)各報(bào)警項(xiàng)的歷史記錄進(jìn)行分析，按照周期(一般為班次或日)對生產(chǎn)運(yùn)行情況給出定量評價，方法是基于統(tǒng)計(jì)期內(nèi)低限報(bào)警、低限預(yù)警、 高限預(yù)警、高限報(bào)警的時間，應(yīng)用加權(quán)灰色關(guān)聯(lián)分析法，得到最佳運(yùn)行周期以確定最佳運(yùn)行方案，具體操作步驟如下步驟一收集各報(bào)警項(xiàng)在周期(一般為班次或日)的報(bào)警時間累計(jì)，設(shè)在統(tǒng)計(jì)期內(nèi)有η個周期m個報(bào)警項(xiàng)，在第i(e [l，n])個周期內(nèi)，對第j ( e [l，m])個報(bào)警項(xiàng)統(tǒng)計(jì)其低限報(bào)警時間tm低限預(yù)警時間、、高限預(yù)警時間tH、高限報(bào)警時間tHH，設(shè)各報(bào)警時間的權(quán)值系數(shù)依次為非負(fù)數(shù) Wll，ffL, Wh, Whh,且有 WLL+ffL+ffH+WHH = 1，令 & = (Xi (1), Xi (2), A , Xi (m)) T(i = 1,2, Λ, η)為第i( e [l，n])個周期內(nèi)的各個報(bào)警項(xiàng)的報(bào)警時間統(tǒng)計(jì)結(jié)果(即第i 個周期的生產(chǎn)運(yùn)行序列)，其中Xi (j) = tLUj*WLL+tUj*WL+tHij*WH+tHHij*WHH表示第i個周期內(nèi)第j個報(bào)警項(xiàng)的加權(quán)報(bào)警時間值，形成如下矩陣
權(quán)利要求
1.一種過程數(shù)據(jù)的報(bào)警統(tǒng)計(jì)及輔助調(diào)度系統(tǒng)，其特征在于包括數(shù)據(jù)采集模塊，報(bào)警統(tǒng)計(jì)模塊、報(bào)警分析模塊、報(bào)警預(yù)測模塊、調(diào)度預(yù)案模塊4個服務(wù)端模塊，客戶端模塊；4個服務(wù)端模塊之間通過進(jìn)程間消息調(diào)用進(jìn)行數(shù)據(jù)信息交換，數(shù)據(jù)采集模塊和服務(wù)端模塊之間通過網(wǎng)絡(luò)消息調(diào)用進(jìn)行數(shù)據(jù)信息交換，客戶端模塊通過網(wǎng)絡(luò)消息連接服務(wù)端模塊；數(shù)據(jù)采集模塊根據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)提供的接口，對過程數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時采集，原則是“逢變則存”，即當(dāng)數(shù)據(jù)值發(fā)生變化時，將其發(fā)送至報(bào)警統(tǒng)計(jì)模塊，并將原值及周期統(tǒng)計(jì)值存儲至歷史數(shù)據(jù)庫，支持Oracle、SQL Server以及文本文件；報(bào)警統(tǒng)計(jì)模塊包括報(bào)警項(xiàng)配置和報(bào)警實(shí)時統(tǒng)計(jì)兩個功能；報(bào)警項(xiàng)的屬性有名稱、標(biāo)簽名、變比、單位、是否啟用、保留天數(shù)、忽略時間、上限、上上限、下限、下下限；報(bào)警項(xiàng)配置即指對影響生產(chǎn)運(yùn)行穩(wěn)定的過程數(shù)據(jù)進(jìn)行編輯報(bào)警項(xiàng)屬性，對報(bào)警項(xiàng)進(jìn)行添加和刪除操作；報(bào)警實(shí)時統(tǒng)計(jì)是指根據(jù)報(bào)警項(xiàng)配置以及完整報(bào)警定義，實(shí)時處理由數(shù)據(jù)采集模塊提供的實(shí)時過程數(shù)據(jù)，記錄報(bào)警項(xiàng)狀態(tài)變化后的持續(xù)時間，當(dāng)再一次發(fā)生有效報(bào)警狀態(tài)變化時， 保存各報(bào)警項(xiàng)的報(bào)警值到歷史數(shù)據(jù)庫，并以事件的形式通知訂閱了該報(bào)警項(xiàng)的客戶端；同時，報(bào)警統(tǒng)計(jì)服務(wù)可提供報(bào)警歷史查詢功能；報(bào)警分析模塊對統(tǒng)計(jì)期內(nèi)各報(bào)警項(xiàng)的歷史記錄進(jìn)行分析，按照周期對生產(chǎn)運(yùn)行情況給出定量評價，方法是基于統(tǒng)計(jì)期內(nèi)低限報(bào)警、低限預(yù)警、高限預(yù)警、高限報(bào)警的時間，應(yīng)用加權(quán)灰色關(guān)聯(lián)分析法，得到最佳運(yùn)行周期以確定最佳運(yùn)行方案；報(bào)警預(yù)測模塊對所有報(bào)警項(xiàng)進(jìn)行在線關(guān)聯(lián)分析，由關(guān)聯(lián)度、已出現(xiàn)報(bào)警對整體生產(chǎn)運(yùn)行情況進(jìn)行預(yù)測，估計(jì)出其他報(bào)警出現(xiàn)的時間，為調(diào)度人員提前進(jìn)行調(diào)整爭取了更多的時間，有利于整個生產(chǎn)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行；調(diào)度預(yù)案模塊本模塊包括調(diào)度預(yù)案庫及調(diào)度預(yù)案輸出兩部分；調(diào)度預(yù)案庫根據(jù)本監(jiān)控系統(tǒng)的生產(chǎn)運(yùn)行要求，制定各報(bào)警項(xiàng)進(jìn)入報(bào)警區(qū)后調(diào)度人員應(yīng)該采取的標(biāo)準(zhǔn)操作原則； 當(dāng)出現(xiàn)報(bào)警以及預(yù)測報(bào)警后，本模塊自動搜索調(diào)度預(yù)案庫，分別給出對已出現(xiàn)報(bào)警的調(diào)整方案以及對預(yù)測報(bào)警的調(diào)整預(yù)案，結(jié)果輸出至客戶端模塊，由調(diào)度人員執(zhí)行相應(yīng)的操作，提高了對生產(chǎn)運(yùn)行調(diào)節(jié)的準(zhǔn)確性和及時性；客戶端模塊本模塊包括報(bào)警項(xiàng)配置、實(shí)時報(bào)警接收及歷史報(bào)警查詢、報(bào)警分析量化評價結(jié)果查詢、報(bào)警預(yù)測實(shí)時展示、標(biāo)準(zhǔn)操作原則編輯、調(diào)整方案以及調(diào)度預(yù)案輸出等功能。
2.如權(quán)利1所述的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，其特征在于報(bào)警分析模塊使用了加權(quán)灰色關(guān)聯(lián)分析法，具體步驟如下步驟一收集各報(bào)警項(xiàng)在周期的報(bào)警時間累計(jì)，設(shè)在統(tǒng)計(jì)期內(nèi)有η個周期m個報(bào)警項(xiàng)， 在第i( e [l，n])個周期內(nèi)，對第j( e [l,m])個報(bào)警項(xiàng)統(tǒng)計(jì)其低限報(bào)警時間t『低限預(yù)警時間、、高限預(yù)警時間tH、高限報(bào)警時間tHH，設(shè)各報(bào)警時間的權(quán)值系數(shù)依次為非負(fù)數(shù)Wm WL, Wh, Whh,且有 WLL+ffL+ffH+WHH = 1，令 & = (Xi (1)，Xi (2)，Λ，Xi (m)))T (i = 1，2，Λ，η)為第i ( e [1，η])個周期內(nèi)的各個報(bào)警項(xiàng)的報(bào)警時間統(tǒng)計(jì)結(jié)果(即第i個周期的生產(chǎn)運(yùn)行序列)，其中Xi (j) = ^⑴稀^‘彳^+^^稀^^稀^表示第i個周期內(nèi)第j個報(bào)警項(xiàng)的加權(quán)報(bào)警時間值，形成如下矩陣
3.如權(quán)利1所述的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，其特征在于報(bào)警預(yù)測模塊使用了在線關(guān)聯(lián)分析法，具體步驟如下步驟一從數(shù)據(jù)采集模塊獲取m個報(bào)警項(xiàng)的實(shí)時數(shù)據(jù)并進(jìn)行歸一化處理，對上一個周期內(nèi)，記歸一化的報(bào)警項(xiàng)& = (Xli^ x2i' A,xni)T(i e [l，m])，其中η為本周期內(nèi)經(jīng)過濾波后的數(shù)據(jù)個數(shù)(濾波的方式可采用均值法、滑動平均法等)，每個報(bào)警項(xiàng)在一個統(tǒng)計(jì)期內(nèi)取得同時刻的η個數(shù)據(jù)，得到如下矩陣
全文摘要
一種過程數(shù)據(jù)的報(bào)警統(tǒng)計(jì)及輔助調(diào)度方法，屬于生產(chǎn)調(diào)度技術(shù)領(lǐng)域。包括數(shù)據(jù)采集模塊，報(bào)警統(tǒng)計(jì)模塊、報(bào)警分析模塊、報(bào)警預(yù)測模塊、調(diào)度預(yù)案模塊4個服務(wù)端模塊，客戶端模塊；4個服務(wù)端模塊之間通過進(jìn)程間消息調(diào)用進(jìn)行數(shù)據(jù)信息交換，數(shù)據(jù)采集模塊和服務(wù)端模塊之間通過網(wǎng)絡(luò)消息調(diào)用進(jìn)行數(shù)據(jù)信息交換，客戶端模塊通過網(wǎng)絡(luò)消息連接服務(wù)端模塊。優(yōu)點(diǎn)在于，實(shí)現(xiàn)了量化評價生產(chǎn)運(yùn)行狀況以確定生產(chǎn)系統(tǒng)的最佳運(yùn)行方案，通過已有報(bào)警項(xiàng)對其他過程數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)行狀態(tài)預(yù)測，為調(diào)度人員提供調(diào)度指導(dǎo)，提高生產(chǎn)的安全穩(wěn)定性，可在一定程度上節(jié)約生產(chǎn)運(yùn)行成本。
文檔編號G05B19/418GK102566546SQ201210011569
公開日2012年7月11日 申請日期2012年1月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月13日
發(fā)明者于立業(yè), 余志剛, 孫彥廣, 徐化巖, 李勇, 梁青艷, 王麗娜, 賈天云, 趙博, 黃霜梅 申請人:冶金自動化研究設(shè)計(jì)院