「獨家」自動化基礎:批量報警系統

中國電氣傳動網 發佈 2020-01-27T00:27:56+00:00

常見的情況涉及工廠自動化系統,該系統會生成警報並存儲埋在大量其他數據中的警報記錄,包括干擾的警報和通知記錄。

警報配置和管理的核心原理非常基本。警報必須代表需要響應的異常情況。有效的警報必須提醒,通知和引導。但是,在當今的批量生產行業中,操作員對工廠技術人員感到沮喪,因為他們對信息和知識的內容沒有進行太多的警報數據挖掘。常見的情況涉及工廠自動化系統,該系統會生成警報並存儲埋在大量其他數據中的警報記錄,包括干擾的警報和通知記錄。而且它們通常缺乏足夠的上下文來促進解釋和分析。

其實,業界是十分需要對生成警報的系人機介面和歷史環境的系統和技術進行一些改進。批處理警報管理的一種願景是採用當前的警報金礦,該礦現在散布著大量的「愚人金」和其他信息性干擾,並逐漸發展成為更小,更集中的真正的金塊礦。這一設想涉及對金礦石進行適當的預處理(用適當的標籤對其進行標記),然後引進設備(軟體實用程序),以有效地從原始數據記錄中提取信息和知識內容。

大多數工廠通過電子方式將大量連續和離散事件數據收集到其過程控制和歷史計算機系統中。但是,除了出現在列表和趨勢圖上以外,大多數數據都保持為原始數據。在警報管理中尤其如此。不少工廠使用大量警報,部分原因是合理化和配置警報時的最佳實踐不足,供應商警報管理軟體功能不足以及警報系統中的常規通知消息。另一個主要因素是在當今的自動化系統中輕鬆配置警報。

大量的警報反過來導致操作員偶爾出現信息過載(特別是在緊急情況下),並且大量的警報記錄包含大量的「愚蠢的金幣」(有害警報)。他們是如此繁瑣的分析工作,以致於植物歷史資料庫中許多有價值的警報信息和知識仍然被掩埋和休眠。更糟糕的是,操作員可能會對警報系統感到迷惑(尤其是當存在許多令人討厭的警報時),失去對它的尊重,開始忽略某些警報系統的輸出(尤其是當他們忙於其他活動時),有時會錯過實際的過程偏移。隨著通過數字網絡進行通信的智能傳感器和閥門正在創建更多數據進入過程控制計算機系統,情況變得越來越糟。

對於批處理過程來說,這個問題尤其嚴重,部分原因是批處理過程中有許多單獨的處理步驟和階段,而且大多數批處理都具有非穩態特性。問題的另一部分是商業產品缺少在用戶可以理解和解釋的上下文中顯示信息的功能,例如相對時間而不是日曆時間。為了應對大量其他數據中埋藏的警報記錄,該行業已經開發了一些定製的第三方解決方案,例如警報記錄器和專家系統,以填補一些空白,但挑戰和機遇依然存在。

採礦建議

工廠和自動化工程師需要精通前瞻性地合理化警報,並將僅將那些警報配置到真正代表普遍接受的警報定義的系統中(異常情況需要響應)。他們應該通過擴大警報限制範圍或為那些與警報無關的批次步驟和階段以及過程狀態禁用警報,從而自動或手動調整警報配置。

PC,PLC和DCS自動化供應商應在其警報生成系統中包含豐富的if-then-else規則詞彙表。這樣可確保邏輯可以超越單個控制迴路的設定值和當前值。在得出智能結論並生成警報之前,它可以查看過程控制和歷史系統中的所有適當信息。這樣的規則可以在最小化討厭的警報的同時發揮重要作用。

過程測量的趨勢(斜率)可能是有用的屬性,可以包括在警報邏輯中,特別是對於警告警報。一些過程使用在線電化學探針(pH,溶解氧,溶解二氧化碳),通常運行良好,但已知會漂移或發生故障。與其配置一個簡單的警報來檢查例如pH值是否與設定值之間的差異是否超過某個特定值,不如檢查pH值和設定值,還可以檢查所有已安裝的冗餘pH探針,這很有用以及在處理步驟中添加的酸或鹼的量。通過檢查所有相關信息,自動化系統可能會生成一個更智能的結論,即pH探頭漂移或發生故障,而不是肉湯pH值與設定值有所不同。該結論可以更好地告知操作員當前情況。此外,在這兩種情況下,操作員所需的響應將有所不同。

關於強大的if-then-else邏輯來生成警報,許多商業自動化系統都很薄弱。為此,已將第三方產品(專家系統和警報記錄器)用於此目的。專家系統(人工智慧的一個分支)尤其擅長提供強大的規則詞彙表和管理用戶生成的規則(這些規則已進入知識庫)。供應商提供的推理引擎負責連結和執行規則。用戶不需要手動連結規則或確定編碼規則的位置,就象使用過程語言編寫代碼一樣。

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