基于操作报警事件监控的控制回路优化应用
发布时间：2021-03-10 02:52
当前石油化工企业生产装置基本采用集散控制系统（DCS）,并且以厂为单位搭建了较为完善的信息网络系统,对DCS上的大部分生产数据进行采集监控。例如生产执行系统（MES）、企业资源计划系统（ERP）、自控率和平稳率系统等。这些系统的使用,提高了工厂的信息化管理水平和生产效率。但DCS上的操作和报警数据,未获得企业管理人员的足够重视。并且由于生产技术人员缺乏有效的优化方法,装置上长期存在大量的操作和报警。本文对生产装置DCS系统中操作报警事件数据进行采集、分析和展示,快速地定位影响装置自控率、平稳率的主要控制回路。本文提出了一种基于预估干扰的液位控制器整定方法。通过理论推导和仿真,证明该方法可以对控制器参数进行快速和有效地优化,使控制回路长周期运行稳定。对操作和报警次数偏多的真实控制回路,使用该方法优化控制器参数,获得良好效果,从而减少控制回路操作和报警,提高装置运行自控率和平稳率。首先,设计和实现DCS操作报警事件数据采集平台,它可以从不同类型DCS中采集数据并进行统一存储。主要包括网络结构设计,存储结构选择,各类采集接口设计等。此外,实现了操作报警事件监控系统,它从采集平台获取数据,并对...
【文章来源】：北京化工大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－２数据采集平台网络结构??Ｆｉｇ．２－２?Ｎｅｔｗｏｒｋ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ｄａｔａ?ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ?ｐｌａｔｆｏｒｍ??２．?２．?２存储结构??－，，
?北京化工大学硕士学位论文???作报警对象属性数据主要存储在关系型数据库ＳＱＬＳｅｒｖｅｒ中，而用户多次访问的同一??查询结果数据存储在内存型数据库Ｒｅｄｉｓ中，用户访问较少的早期历史数据则存储在??Ｈｂａｓｅ数据库中。可见本平台在数据存储方面充分利用了各种数据库自身的特点以及??所存储数据的特点，为平台存储系统稳定高效的持续运行提供了坚实的基矗??图２－３数据采集平台存储结构??Ｆｉｇ．２－３?Ｓｔｒｏｒａｇｅ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ｄａｔａ?ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ?ｐｌａｔｆｏｒｍ??２．?２．?３平台核心技术??（１）安全高效数据采集网络??通过２．２．１小节介绍的平台网络结构可知，平台利用了现有ＭＥＳ网络的物理链路??进行数据传输工作，为了保障数据传输过程中的稳定与安全，在原有物理链路的基础??上，本平台利用软件搭建了?ＶＰＮ虚拟局域网，平台服务器为虚拟交换机中心节点，??通过ＶＰＮ技术实现网络传输过程中的数据加密，只有授权计算机可以加入此网络，??非授权计算机感知不到该虚拟网络的存在，即便截获到了虚拟局域网中的数据也仅仅??能获得加密后网络通讯数据，无法获得具体的生产数据，大大保障了数据传输过程中??的安全性。同时因为虚拟局域网授权进入的设置，减小了局域网的接入点，降低了联??网的设备数量，降低了产生网络风暴及网络设备故障的风险，提高了整个网络结构的??稳定性［２１］。??（２）多线程处理能力??为了应对同时从多个ＤＣＳ系统实时采集生产数据的需求，平台数据采集接口层??采用了多线程处理的工作模式。单线程工作模式如图２－４所示，处理器会按照任务到??来先后顺序依次执行，可以看到总的任务执行时间为个
?第二章操作和报警事件采集平台设计实现???任务１?：任务２?任务３?丨??图２＊４单线程工作模式??Ｆｉｇ．２－４?Ｓｉｎｇｌｅ－ｔｈｒｅａｄｅｄ?ｍｏｄｅ??为了解决该问题平台采用了多线程处理技术，工作模式如图２－５，可见处于此种??工作模式下处理器会并行处理多个任务，大大提高了平台工作的并行程度，解决了平??台同时实时采集不同ＤＣＳ生产装置数据的问题。??：多任务１??任务?２??任务?３??图２－５多线程同时调度??Ｆｉｇ．２－５?Ｓｔａｒｔｕｐ?ｗｉｔｈ?ｍｕｌｔｉ－ｔｈｒｅａｄ?ｔｉｍｉｎｇ?ｓｃｈｅｄｕｌｅ??（３）基于ＭＳＳＱＬ、Ｒｅｄｉｓ和ＭｏｎｇｏＤＢ的分布式大数据存储解决方案。ＭＳＳＱＬ??为关系型数据库的一种，关系型数据库的特点正如其名字一样适合存储关联性很强的??数据，在数据字典设计初期就要考虑各种数据之间的关联性，并按照这种关联性存入??关系型数据库中。市场上常见的关系型数据库有微软公司的ＭＳ?ＳＱＬＳｅｒｖｅｒ系列、甲??骨文公司的Ｏｒａｃｌｅ系列、ＩＢＭ公司的ＤＢ２系列以及互联网行业应用最多的开源的??ＭｙＳＱＬ数据库等。??关系型数据库虽然已经诞生多年，但随着互联网的兴起数据爆炸性增长，关系型??数据库面对这种巨量非关联性数据有些力不从心，这就需要引入新的数据存储模式解??决此问题，本课题所设计的平台针对所需要存储的数据有如下要求，分别为：??ａ．高并发存储与读取：??因为大型工业现场生产数据的规模及ＤＣＳ系统总量均比较庞大，所以对单位时??间存储数据的能力有很高的要求，经过实际数据存储测试每秒要满足至少５万条的数??据存储能力，而现有关系型数据库在最优情况下一般存
本文编号：3073928
【文章来源】：北京化工大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－２数据采集平台网络结构??Ｆｉｇ．２－２?Ｎｅｔｗｏｒｋ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ｄａｔａ?ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ?ｐｌａｔｆｏｒｍ??２．?２．?２存储结构??－，，
?北京化工大学硕士学位论文???作报警对象属性数据主要存储在关系型数据库ＳＱＬＳｅｒｖｅｒ中，而用户多次访问的同一??查询结果数据存储在内存型数据库Ｒｅｄｉｓ中，用户访问较少的早期历史数据则存储在??Ｈｂａｓｅ数据库中。可见本平台在数据存储方面充分利用了各种数据库自身的特点以及??所存储数据的特点，为平台存储系统稳定高效的持续运行提供了坚实的基矗??图２－３数据采集平台存储结构??Ｆｉｇ．２－３?Ｓｔｒｏｒａｇｅ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ｄａｔａ?ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ?ｐｌａｔｆｏｒｍ??２．?２．?３平台核心技术??（１）安全高效数据采集网络??通过２．２．１小节介绍的平台网络结构可知，平台利用了现有ＭＥＳ网络的物理链路??进行数据传输工作，为了保障数据传输过程中的稳定与安全，在原有物理链路的基础??上，本平台利用软件搭建了?ＶＰＮ虚拟局域网，平台服务器为虚拟交换机中心节点，??通过ＶＰＮ技术实现网络传输过程中的数据加密，只有授权计算机可以加入此网络，??非授权计算机感知不到该虚拟网络的存在，即便截获到了虚拟局域网中的数据也仅仅??能获得加密后网络通讯数据，无法获得具体的生产数据，大大保障了数据传输过程中??的安全性。同时因为虚拟局域网授权进入的设置，减小了局域网的接入点，降低了联??网的设备数量，降低了产生网络风暴及网络设备故障的风险，提高了整个网络结构的??稳定性［２１］。??（２）多线程处理能力??为了应对同时从多个ＤＣＳ系统实时采集生产数据的需求，平台数据采集接口层??采用了多线程处理的工作模式。单线程工作模式如图２－４所示，处理器会按照任务到??来先后顺序依次执行，可以看到总的任务执行时间为个
?第二章操作和报警事件采集平台设计实现???任务１?：任务２?任务３?丨??图２＊４单线程工作模式??Ｆｉｇ．２－４?Ｓｉｎｇｌｅ－ｔｈｒｅａｄｅｄ?ｍｏｄｅ??为了解决该问题平台采用了多线程处理技术，工作模式如图２－５，可见处于此种??工作模式下处理器会并行处理多个任务，大大提高了平台工作的并行程度，解决了平??台同时实时采集不同ＤＣＳ生产装置数据的问题。??：多任务１??任务?２??任务?３??图２－５多线程同时调度??Ｆｉｇ．２－５?Ｓｔａｒｔｕｐ?ｗｉｔｈ?ｍｕｌｔｉ－ｔｈｒｅａｄ?ｔｉｍｉｎｇ?ｓｃｈｅｄｕｌｅ??（３）基于ＭＳＳＱＬ、Ｒｅｄｉｓ和ＭｏｎｇｏＤＢ的分布式大数据存储解决方案。ＭＳＳＱＬ??为关系型数据库的一种，关系型数据库的特点正如其名字一样适合存储关联性很强的??数据，在数据字典设计初期就要考虑各种数据之间的关联性，并按照这种关联性存入??关系型数据库中。市场上常见的关系型数据库有微软公司的ＭＳ?ＳＱＬＳｅｒｖｅｒ系列、甲??骨文公司的Ｏｒａｃｌｅ系列、ＩＢＭ公司的ＤＢ２系列以及互联网行业应用最多的开源的??ＭｙＳＱＬ数据库等。??关系型数据库虽然已经诞生多年，但随着互联网的兴起数据爆炸性增长，关系型??数据库面对这种巨量非关联性数据有些力不从心，这就需要引入新的数据存储模式解??决此问题，本课题所设计的平台针对所需要存储的数据有如下要求，分别为：??ａ．高并发存储与读取：??因为大型工业现场生产数据的规模及ＤＣＳ系统总量均比较庞大，所以对单位时??间存储数据的能力有很高的要求，经过实际数据存储测试每秒要满足至少５万条的数??据存储能力，而现有关系型数据库在最优情况下一般存
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