[发明专利]一种流程工业生产过程中的实时报警溯源装置及其方法

说明书

本发明公开了一种流程工业生产过程中的在线报警溯源装置及方法，其包括通过：离线工艺模型构建装置构建离线工艺模型；在线报警溯源装置和实时报警采集单元采集位号数据、过程报警数据；检测和触发单元检测报警泛滥信息并产生报警泛滥事件；报警溯源单元接收报警泛滥事件，并调用报警溯源模型构建单元获取溯源模型后进行报警溯源；报警溯源模型构建单元构建并输出报警溯源模型数据。本发明可以实现实时和自动的报警溯源，当检测到报警泛滥时，能在第一时间为操作员提供本次报警泛滥的报警源头，从而辅助操作员更快、更好地进行故障处理。

技术领域

本发明属于数字信号处理技术领域，具体涉及一种流程工业生产过程中的实时报警溯源装置。

背景技术

术语解释：

报警泛滥，现在复杂过程工业具有大范围不确定性、强关联性和高度非线性等复杂特征。当系统某一处出现故障后会沿着过程路径传播，在短时间内导致其他部分也产生大量报警，造成“报警泛滥”。

报警溯源，指通过各种分析手段，找出引起本次报警泛滥的源头，即报警事件或者位号。

位号，指工业生产过程中的位号是指现场的数据监控点。

流程工业的复杂性导致生成系统的某一处出现故障后，故障会沿着过程路径传播，短时间内导致其他部分产生大量报警，造成报警泛滥，这时报警的数据量远远大于操作员的处理能力，关键有效报警也会被淹没在大量无效报警中，导致操作员无法在短时间内找报警源头而及时采取正确措施。

现有市场上主流报警溯源方案主要有两类。

第一类是对报警进行离线溯源，需要用户进行历史数据导入，并标记故障时间段等操作后，然后系统进行溯源分析后才会输出该故障时间段内的溯源结果。该方案的缺点是需要用户手动导入和标记数据，并且实时性差，当现场报警泛滥发生时，无法及时为操作员提供本次报警泛滥的根因信息，协助操作人员进行快速故障处理。例如，万方数据库文献《基于贝叶斯网络的复杂工业报警溯源分析》(丁锐，2020年)中介绍通过手动离线分析的方式，验证了使用贝叶斯网络进行报警溯源的算法可行性。

第二类是通过预先定义故障，当故障发生时，如果和预定义的故障匹配成功，则立即提示该故障中所配置的根因。这种方案的缺点是只能对已知故障进行预定义，当碰到匹配不上的故障时，则无法提示本次的故障根因。另外，面对越来越复杂的工业现场，专家也无法对所有故障进行预定义。

发明内容

本发明提出了一种流程工业生产过程中的在线报警溯源装置及方法，可以实现实时和自动的报警溯源。当检测到报警泛滥时，能在第一时间为操作员提供本次报警泛滥的报警源头，从而辅助操作员更快、更好地进行故障处理。

为此，本发明第一目的在于提供一种流程工业生产过程中的实时报警溯源装置，其包括离线工艺模型构建装置和在线报警溯源装置，其中：

所述离线工艺模型构建装置包括：用于存储工艺组态数据的工艺组态数据库；用于存储工艺模型数据的工艺模型数据库；用于从工艺组态数据库获取工艺组态数据并构建相应工艺模型的工艺模型构建单元；

所述在线报警溯源装置包括：用于采集位号实时数据的实时数据采集单元，并将接收到的数据存储到历史趋势数据库；实时报警采集单元，用于采集过程报警数据，并将接收到的数据存储到历史报警数据库；检测和触发单元，用于通过检测报警泛滥信息并产生报警泛滥事件来触发报警溯源单元进行报警溯源；报警溯源单元，用于从检测和触发单元接收报警泛滥事件，并调用报警溯源模型构建单元获取溯源模型后进行报警溯源；报警溯源模型构建单元，用于分别从工业模型数据库、历史趋势数据库、历史报警数据库和报警溯源单元接收工艺模型、历史趋势、历史报警、当前故障信息，构建并输出报警溯源模型数据。

进一步的，所述工艺组态数据包括位号、过程报警、控制回路，所述工艺模型构建单元构建的工艺模型包含根据位号与控制回路来构建位号和位号之间的关系以及位号和过程报警之间的关系。