CN111061235B - 一种具有故障预警功能的dcs设备诊断方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于工业控制技术领域,具体涉及一种具有故障预警功能的核电DCS设备诊断方法。包括以下步骤:(1)对故障进行分等级分层次进行定义;(2)诊断软件启动时,对***进行导入操作;(3)在成功导入***架构图后,设备诊断软件主界面显示***中所有控制站信息;(4)导入***所有的控制站及控制站下所有的设备信息后,软件根据控制站当前的运行模块,选择不同的通讯方式。本发明中提出的设备诊断***不仅仅提供了故障报警功能,同时在***调试阶段,方便工程人员快速准确的定位故障信息。本发明解决了传统DCS控制***在设备故障诊断方面的不足,当故障发生后,通过报警指示机制,可准确、及时地将故障诊断信息传递给操作员和维护人员。
Description
技术领域
本发明属于工业控制技术领域,具体涉及一种具有故障预警功能的核电DCS 设备诊断方法。
背景技术
工业DCS控制***应用于化工、电力、核电等各个行业,目前DCS控制***的组成主要为:工程师站、操作员站、现场控制站、通讯控制站和数据服务器组成的综合自动化***,完成大型、中型分布式控制***的功能。
目前针对DCS控制***的故障诊断,主要在操作员站和工程师站上显示,一旦某设备出现故障时,在操作员站和工程师站上,产生报警信息提示用户该设备故障。在操作员站和工程师站的展现形式为设备位置显示报警色,用户只能获取该设备出现故障,但用户无法查看故障的具体内容。
故障的预警功能在核电仪控***中具有重要的意义,其工作机制为:在***正常运行时,诊断***对***中的所有设备进行监视;故障发生后,诊断***触发报警机制,将故障信息上报给用户,并将故障信息进行存档,方便用户的查询及生成设备故障预警信息;故障信息消失后,及时将故障恢复信息上报给用户。
传统的DCS控制***中的设备故障诊断功能,远不能满足核电仪控***对故障诊断***的需求,因此本发明提出一种具有故障预警功能的核电DCS设备诊断***,本发明中提出的设备诊断***,分层次诊断不同设备的故障信息;分等级显示故障的严重程度;所有故障信息存档;根据存档的故障信息得出设备故障出现的概率,以此提供仪控***定期试验的数据支持;给出故障信息的原因分析图。
传统的技术方案由于面临上述不足,因此亟需研制一种具有故障预警功能的核电DCS设备诊断方法,从而解决上述问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种具有故障预警功能的核电DCS设备诊断方法,从而解决传统DCS控制***在设备故障诊断方面的不足。
为了实现这一目的,本发明采取的技术方案是:
一种具有故障预警功能的核电DCS设备诊断方法,包括以下步骤:
(1)对故障进行分等级分层次进行定义
(2)诊断软件启动时,对***进行导入操作;
(3)在成功导入***架构图后,设备诊断软件主界面显示***中所有控制站信息;
(4)导入***所有的控制站及控制站下所有的设备信息后,软件根据控制站当前的运行模块,选择不同的通讯方式;
①若控制站为运行状态,诊断软件直接接收控制站发送的数据包进行分析,获取控制站中所有设备的故障信息,并通过设备的故障信息得到控制站的故障信息,将故障信息报警提示用户;
①若控制站为运行状态,诊断软件直接接收控制站发送的数据包进行分析,获取控制站中所有设备的故障信息,并通过设备的故障信息得到控制站的故障信息,将故障信息报警提示用户;
②若控制站为维护模式,代表当前处于工程调试阶段,软件通过一问一答的方式,依次轮询所有模块的故障信息,根据控制站的答复,进行解析获取模块的故障信息,根据解析汇总所有模块的故障信息,汇总得到模块所在控制站的故障信息,将故障信息报警给用户。
进一步的,如上所述的一种具有故障预警功能的核电DCS设备诊断方法,步骤(1)中,故障的等级分类根据故障所属层次不同,具有不同的等级划分,具体方法是:
从两个层面进行故障等级划分:一个是从模块层面对故障进行分级,通过分析故障对模块自身功能的影响程度进行分级;另外一个是控制站层面对故障进行分级,通过分析故障对控制站的影响程度进行分级;
(1.1)模块级故障分级:根据故障发生后,对模块自身功能产生影响的严重程度,在模块内部对故障进行等级区分为严重故障和一般故障;
(a)严重故障:严重故障会导致模块功能丧失并且需要人为干预来清除该故障;
(b)一般故障:一般故障指不影响模块功能完整性的错误;
(1.2)控制站级故障分级:根据故障发生后,对控制站产生影响的严重程度,对故障进行等级区分为严重故障、通信类告警故障、输入输出类告警故障和提示类告警故障;
(a)严重故障:此类故障发生后,控制站不能继续履行其功能的致命异常;
(b)通信类告警故障:此类故障发生后,控制站部分数据通信功能失效,而数据处理功能正常运行;
(c)输入输出类告警故障:此类故障发生后,控制站部分采集、输出功能失效,而数据通信和数据处理功能正常运行;
(d)提示类告警故障:此类故障发生后,控制站整体安全功能不受影响,仅输出提示告警。
进一步的,如上所述的一种具有故障预警功能的核电DCS设备诊断方法,步骤(2)中,诊断软件在启动时,数据的来源为工程师站组态软件编译成功的***发送的数据包。
进一步的,如上所述的一种具有故障预警功能的核电DCS设备诊断方法,步骤(2)中,在导入的过程中为保证数据源的正确性进行合法性检查验证。
进一步的,如上所述的一种具有故障预警功能的核电DCS设备诊断方法,步骤(3)中,设备诊断软件主界面以关系图形式直观展示控制站信息,展示的控制站信息包括:控制站所在的环、环中所有的控制站信息、控制站在环网中的位置。
进一步的,如上所述的一种具有故障预警功能的核电DCS设备诊断方法,步骤(3)中,在控制站中,通过不同的故障颜色,显示当前不同分级的控制站级故障。
进一步的,如上所述的一种具有故障预警功能的核电DCS设备诊断方法,步骤(4)中,在诊断软件读取设备的故障信息进行报警的同时,诊断软件将所有设备的故障信息进行存档,用户根据存档中的数据进行日志管理,对故障信息进行如下操作:查看、筛选。
进一步的,如上所述的一种具有故障预警功能的核电DCS设备诊断方法,步骤(4)中,诊断软件对为生成设备的预警功能进行数据存储,故障信息的存档之后,用户根据存档的故障信息,选择性的查看具体的控制站下具体设备的故障概率图,根据故障概率图,针对性的进行设备维护及定期试验,实现对设备发生故障的预警功能。
进一步的,如上所述的一种具有故障预警功能的核电DCS设备诊断方法,步骤(4)中,在解析模块的故障信息时,一并获取模块通道的故障信息,模块通道的故障信息只解析质量位好坏;在***运行阶段,控制站将所有模块的故障信息主动上传给诊断工具***,诊断工具***根据接收到的数据,解析获取模块的故障信息和模块通道质量位信息,根据解析得到的模块故障信息,汇总得到模块所在控制站的故障信息;***运行阶段诊断工具不发送任何数据包给控制站,不干扰控制站的正常逻辑处理,屏蔽诊断工具对控制器中运行数据的影响。
本发明技术方案的有益效果在于:
本发明中提出的设备诊断***不仅仅提供了故障报警功能,同时在***调试阶段,方便工程人员快速准确的定位故障信息。本发明解决了传统DCS控制***在设备故障诊断方面的不足,当故障发生后,通过报警指示机制,可准确、及时地将故障诊断信息传递给操作员和维护人员。
本发明中的诊断***,在设计之初故障信息通过分层分级的管理方式,从设备到设备所在的控制站,分层管理;对于每种故障信息,实现分级管理,因此一旦出现故障信息,用户可清晰地查看故障的具体内容和故障等级,明确故障的严重程度。
同时软件对所有的故障信息进行保存,根据收集到的设备运行数据和故障发生情况,得到设备故障出现的概率。
在***调试阶段,工程人员根据该工具提供的故障信息,可以快速进行故障定位,方面工程人员联系相关人员进行维护;在***运行阶段,***根据运行阶段收集到的设备故障信息,得出设备故障出现的规律,用户根据该***生成的设备故障规律表,可以进行有针对性的检修和定期试验,实现对***中设备故障的预警功能,从而降低故障的发生概率,节省***的维护成本。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明技术方案进行详细说明。
本发明一种具有故障预警功能的核电DCS设备诊断方法,包括以下步骤:
(1)对故障进行分等级分层次进行定义
在讨论故障等级时,区分故障的影响层次非常重要,是对单个模块的影响还是整个***的影响,单个模块的严重故障可能不会影响***执行功能的能力。故障的等级分类根据故障所属层次不同,具有不同的等级划分,具体方法是:
从两个层面进行故障等级划分:一个是从模块层面对故障进行分级,通过分析故障对模块自身功能的影响程度进行分级;另外一个是控制站层面对故障进行分级,通过分析故障对控制站的影响程度进行分级;
(1.1)模块级故障分级:根据故障发生后,对模块自身功能产生影响的严重程度,在模块内部对故障进行等级区分为严重故障和一般故障;
(a)严重故障:严重故障会导致模块功能丧失并且需要人为干预来清除该故障;
(b)一般故障:一般故障指不影响模块功能完整性的错误;
(1.2)控制站级故障分级:根据故障发生后,对控制站产生影响的严重程度,对故障进行等级区分为严重故障、通信类告警故障、输入输出类告警故障和提示类告警故障;
(a)严重故障:此类故障发生后,控制站不能继续履行其功能的致命异常;
(b)通信类告警故障:此类故障发生后,控制站部分数据通信功能失效,而数据处理功能正常运行;
(c)输入输出类告警故障:此类故障发生后,控制站部分采集、输出功能失效,而数据通信和数据处理功能正常运行;
(d)提示类告警故障:此类故障发生后,控制站整体安全功能不受影响,仅输出提示告警。
对故障信息的分层分级管理方式,可以方便工程人员调试阶段和***运行阶段用户对故障信息的快速准确诊断。解决了传统DCS诊断工具只报故障,对故障没有进行分级分层次的细化管理问题。
(2)诊断软件启动时,对***进行导入操作;
根据分层次分等级的设计思想,诊断***读取控制站发送的数据包,进行解析获取模块的故障信息。在本***中,诊断软件在启动时,数据的来源为工程师站组态软件编译成功的***发送的数据包;在导入的过程中为保证数据源的正确性进行合法性检查验证;
(3)在成功导入***架构图后,设备诊断软件主界面显示***中所有控制站信息;
设备诊断软件主界面以关系图形式直观展示控制站信息,展示的控制站信息包括:控制站所在的环、环中所有的控制站信息、控制站在环网中的位置;在控制站中,通过不同的故障颜色,显示当前不同分级的控制站级故障;
(4)导入***所有的控制站及控制站下所有的设备信息后,软件根据控制站当前的运行模块,选择不同的通讯方式;
①若控制站为运行状态,诊断软件直接接收控制站发送的数据包进行分析,获取控制站中所有设备的故障信息,并通过设备的故障信息得到控制站的故障信息,将故障信息报警提示用户;
②若控制站为维护模式,代表当前处于工程调试阶段,软件通过一问一答的方式,依次轮询所有模块的故障信息,根据控制站的答复,进行解析获取模块的故障信息,根据解析汇总所有模块的故障信息,汇总得到模块所在控制站的故障信息,将故障信息报警给用户。
在诊断软件读取设备的故障信息进行报警的同时,诊断软件将所有设备的故障信息进行存档,用户根据存档中的数据进行日志管理,对故障信息进行如下操作:查看、筛选。故障信息的保存,是为了实现对设备故障的预警功能。故障的预警功能分别以控制站和控制站下的设备为单位进行管理,同时根据控制站和设备的故障等级进行分类管理。从而实现对整个***中所有控制站和所有设备中故障的快速查询。
诊断软件对为生成设备的预警功能进行数据存储,故障信息的存档之后,用户根据存档的故障信息,选择性的查看具体的控制站下具体设备的故障概率图,根据故障概率图,针对性的进行设备维护及定期试验,实现对设备发生故障的预警功能;
在解析模块的故障信息时,一并获取模块通道的故障信息,模块通道的故障信息只解析质量位好坏;在***运行阶段,控制站将所有模块的故障信息主动上传给诊断工具***,诊断工具***根据接收到的数据,解析获取模块的故障信息和模块通道质量位信息,根据解析得到的模块故障信息,汇总得到模块所在控制站的故障信息;***运行阶段诊断工具不发送任何数据包给控制站,不干扰控制站的正常逻辑处理,屏蔽诊断工具对控制器中运行数据的影响,进一步保证了运行阶段***的安全性问题。
在核电DCS仪控***中,诊断功能与定期试验功能统称为监视测试功能。监视测试功能必须从传感器到执行器进行全范围的监控。由此可知,诊断功能和定期试验功能互为补充,存在较强的关联性。因此本***中设计的故障预警功能,即为生成核电DCS***中,从设备到控制器出现故障的概率表,实现对故障的预警功能。在***运行阶段,根据该诊断***收集到的设备运行的数据和相关故障发生情况,用户可以进行有针对性的检修和定期试验,从而降低故障的发生概率,节省***的维护成本。
Claims (1)
1.一种具有故障预警功能的核电DCS设备诊断方法,其特征在于:包括以下步骤:
(1)对故障进行分等级分层次进行定义
(2)诊断软件启动时,对***进行导入操作;
(3)在成功导入***架构图后,设备诊断软件主界面显示***中所有控制站信息;
(4)导入***所有的控制站及控制站下所有的设备信息后,软件根据控制站当前的运行模块,选择不同的通讯方式;
①若控制站为运行状态,诊断软件直接接收控制站发送的数据包进行分析,获取控制站中所有设备的故障信息,并通过设备的故障信息得到控制站的故障信息,将故障信息报警提示用户;
②若控制站为维护模式,代表当前处于工程调试阶段,软件通过一问一答的方式,依次轮询所有模块的故障信息,根据控制站的答复,进行解析获取模块的故障信息,根据解析汇总所有模块的故障信息,汇总得到模块所在控制站的故障信息,将故障信息报警给用户;
步骤(1)中,故障的等级分类根据故障所属层次不同,具有不同的等级划分,具体方法是:
从两个层面进行故障等级划分:一个是从模块层面对故障进行分级,通过分析故障对模块自身功能的影响程度进行分级;另外一个是控制站层面对故障进行分级,通过分析故障对控制站的影响程度进行分级;
(1.1)模块级故障分级:根据故障发生后,对模块自身功能产生影响的严重程度,在模块内部对故障进行等级区分为严重故障和一般故障;
(a)严重故障:严重故障会导致模块功能丧失并且需要人为干预来清除该故障;
(b)一般故障:一般故障指不影响模块功能完整性的错误;
(1.2)控制站级故障分级:根据故障发生后,对控制站产生影响的严重程度,对故障进行等级区分为严重故障、通信类告警故障、输入输出类告警故障和提示类告警故障;
(a)严重故障:此类故障发生后,控制站不能继续履行其功能的致命异常;
(b)通信类告警故障:此类故障发生后,控制站部分数据通信功能失效,而数据处理功能正常运行;
(c)输入输出类告警故障:此类故障发生后,控制站部分采集、输出功能失效,而数据通信和数据处理功能正常运行;
(d)提示类告警故障:此类故障发生后,控制站整体安全功能不受影响,仅输出提示告警;
步骤(2)中,诊断软件在启动时,数据的来源为工程师站组态软件编译成功的***发送的数据包;在导入的过程中为保证数据源的正确性进行合法性检查验证;
步骤(3)中,设备诊断软件主界面以关系图形式直观展示控制站信息,展示的控制站信息包括:控制站所在的环、环中所有的控制站信息、控制站在环网中的位置;在控制站中,通过不同的故障颜色,显示当前不同分级的控制站级故障;
步骤(4)中,在诊断软件读取设备的故障信息进行报警的同时,诊断软件将所有设备的故障信息进行存档,用户根据存档中的数据进行日志管理,对故障信息进行如下操作:查看、筛选;
诊断软件对为生成设备的预警功能进行数据存储,故障信息的存档之后,用户根据存档的故障信息,选择性的查看具体的控制站下具体设备的故障概率图,根据故障概率图,针对性的进行设备维护及定期试验,实现对设备发生故障的预警功能;
在解析模块的故障信息时,一并获取模块通道的故障信息,模块通道的故障信息只解析质量位好坏;在***运行阶段,控制站将所有模块的故障信息主动上传给诊断工具***,诊断工具***根据接收到的数据,解析获取模块的故障信息和模块通道质量位信息,根据解析得到的模块故障信息,汇总得到模块所在控制站的故障信息;***运行阶段诊断工具不发送任何数据包给控制站,不干扰控制站的正常逻辑处理,屏蔽诊断工具对控制器中运行数据的影响。
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