CN102455698B - 基于树状结构的自控率、平稳率监控系统及监控方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于树状结构的自控率平稳率监控系统及考核方法，由安装在Web服务器中的下列监控功能模块组成：自控率计算模块、平稳率计算模块、节点管理模块、班组管理模块、权限管理模块、数据接口模块；所述的实时数据库服务器对装置的各种原始数据进行存储，并且提供相应的数据接口供上层应用系统调用。Web服务器负责最终的数据展现。各相关部门以及被监测的下属单位可以通过局域网以Web浏览器的方式根据自己的权限获得各自的数据信息，包括实时自控率或历史自控率信息，实时平稳率或历史平稳率信息，班组信息等等。监控系统可以将各个班组的自控率和平稳情况展现出来，包括实时自控率、平稳率信息和历史自控率、平稳率信息，并提供了报警线的功能，相关部门可以根据这些信息，对班组的自控率和平稳率情况进行相应的考核，以便督促班组进行相应的整改。

Description

基于树状结构的自控率、平稳率监控系统及监控方法

技术领域

本发明专利涉及一种应用于工业控制中的自控率、平稳率监控及考核系统。 

背景技术

随着信息技术和自动化技术的日益成熟，越来越多的信息技术和自动化技术应用于工业控制领域，目前国内大多数的石油化工企业的生产装置均采用了集散控制系统(DCS)。DCS系统能够实现数据采集，工业流程显示，过程趋势显示，组态信息，回路控制和历史数据存储等功能，这些先进的技术大大提高了石化企业的生产效率，为企业带来了可观的效益。但是，由于DCS系统本身使用目的的不同，很多先进的监控技术很难嵌入到DCS中来实现。因此，很多研究学者一直在寻求一种以DCS为基础，能够直接安装在DCS上位机的一种先进的监控技术或者说是监控系统。 

近些年来国内也出现了各种功能的监控系统，在一定程度上实现了监控的功能，但是针对装置自控率和平稳率的监控却是少之又少，而且没有将自控率和平稳率纳入到公司的考核制度当中。并且对自控率和平稳率的计算与统计方法也没有明确的定义和说明，在功能上也都存在这样或那样的不足。主要的原因是，监控系统中的列表结构并没有采用树状结构，这就导致了针对列表中节点从属关系不明确，查询过程繁琐并且准确性不高，无法有针对性的对装置进行考核。 

发明内容

本专利针对现有监控系统的缺陷，提出了一种基于树状结构的装置自控率、平稳率监控系统，并对自控率和平稳率做出了明确的定义。本发明运用现代通讯、互联网、数据库等先进技术，服务于工业控制中实时监控及信息管理，通过监控系统对在线数据的采集、传输、处理、计算、分析、发布等数字化管理，建立一种能够有效应用于工业控制中，对自控率、平稳率进行统计的实时监控系统，为企业提供一种新的考核方法，提高企业效益。 

本发明提出的基于树状结构的自控率、平稳率监控及考核方法，其技术核心体现在列表结构采用了树状结构，这里对树状结构进行一下介绍。 

所谓的树状结构指的是一种节点的层次结构，节点之间按照上下级的关系，划分了从公司--工厂--装置--单元--回路的五级层次。其中公司为根节点，其余的均为叶节点。这种列表结构的好处是，只要选取除了最末端叶节点以外的其他叶节点，均可以看到该节点下属的子节点的各种信息，并且可以按照统计规律进行相应的统计，既可以线性表示也可以以柱状图或者饼图的形式表示，使得节点情况一目了然，自控率和平稳率的高低一目了然。 

本发明研究的自控率就是指所有回路中状态为自控的那些回路所占的比例，计算方法为： 自动状态采样点数/(自动状态采样点数+手动状态采样点数)*100％。自控率的高低直接体现了装置当前运行状态的好坏，可以作为工厂考核的一个指标之一。 

本发明研究的平稳率就是指回路当前状态是否平稳。回路是否平稳的评价标准是：首先给定一个常量Δ，如果SV-Δ≤PV≤SV+Δ，则视为平稳，否则视为不平稳，其中PV值为测量值，SV值是给定值，Δ值根据需要人为手工设定。回路的平稳率计算方法为：平稳状态采样点数/(平稳状态采样点数+不平稳状态采样点数)*100％。平稳率的高低直接体现了装置当前运行状态是否稳定。同样也可以作为工厂考核的指标之一。 

本发明关于特征回路的概念：表征一个画面或装置开停工状态的关键回路我们称之为特征回路。当该回路的测量值小于某个设定值的时候，与该回路相关的画面或者装置是处于停工状态的。特征回路的作用主要是让系统自动适应工况变化。这个功能在数据采集服务中得以实现，只需要在数据采集服务的配置文件中配置好特征回路的相关信息和开停工的测量值，就可以实现自适应工况变化。本发明提出的特征回路可以客观，准确的对自控率进行统计。例如以四蒸馏车间的常压炉系统为例，如果TIC-111这条回路的温度测量值小于设定值340度的时候，整个常压炉系统处于停工状态。 

本发明关于不参与统计的概念：由于工艺的原因(比如泄露)或者仪表的原因(比如仪表损坏)使得回路的状态无法设成自动状态，这时候需要将其列入不参与统计回路中，以免影响自控率计算的准确性。 

本发明关于选择性投用的概念：选择性投用是指某个设备区域下有多个功能完全相同的回路，根据生产负荷的大小，有时会选择性的投用其中一条或几条回路，在这时，如果没有投用的回路不加处理地直接参与自控率的统计显然是不合理的，这就需要一个策略来对这类回路进行设置。当投用其中的一个回路时，其它回路则视为自动状态。 

例如，某单元中有回路A、B、C，三个回路不定时自动切换投用状态，但只要保持当前投用的一个为自动，即A、B、C均算作自动，否则，均算做手动。本发明提出的选择性投用回路可以客观，准确的对自控率进行统计。 

有了明确的自控率和平稳率的概念之后，监控系统就可以对装置在运行时自控率的高低或者平稳率的高低进行监控。更进一步地，可以针对各个装置的运行情况进行考核，既可以针对当前装置运行时的班组进行考核，也可以针对厂级单位进行考核。考核的目的是通过工厂与工厂之间、班组与班组之间的自控率、平稳率排名，来促进班组成员改善运行质量，从而达到提高生产效率，减小操作工人的工作量等目的。 

本发明的自控率、平稳率监控系统包括：实时数据库服务器、本地数据库服务器、安装在本地数据库中的计算模块、终端电脑，互相之间采用网线连接；所述的实时数据库服务器 对装置的各种原始数据进行存储，并且提供相应的数据接口供上层应用系统调用，所述的本地数据库服务器负责采集数据并计算统计；所述的终端电脑负责以Web页面的形式进行自控率和平稳率数据展现。 

所述的计算模块包括：自控率计算模块、平稳率计算模块、节点管理模块、班组管理模块、用户权限管理模块、数据接口模块。 

所述的自控率计算模块的工作原理是，从实时数据库中读取所有回路的位号以及回路的相关信息(如测量值PV，设定值SV值，输出值MV，状态量Mode等)到本地数据库服务器中，其中状态量(Mode)即为回路的手自动状态量。在这里需要对本地数据库划分为若干个子表，这些子表用来存储各个功能模块中的回路信息，例如实时自控率信息，历史自控率信息，班组信息，回路信息等等。然后通过自控率的计算公式统计出当前的自控率情况。 

自控率＝自动状态采样点数/(自动状态采样点数+手动状态采样点数)*100％。 

自控率计算模块是考核中最重要的模块之一，其最主要的功能是提供了实时自控率的浏览和历史自控率的查询。按照树形列表中节点的从属关系，既可以查询到根节点即公司一级的当前自控率情况，也可以查询到叶节点即具体厂、具体装置或具体设备下对应回路的自控率情况。自控率计算模块包括如下子模块：实时自控率浏览、历史自控率查询、自控率报警、不参与自控率统计设置。 

自控率计算模块的工作流程如图4所示：首先将回路信息从实时数据库中采集到本地数据库服务器中，选择是进行实时自控率浏览还是历史自控率浏览。实时自控率浏览的流程是：首先对不参与统计的回路进行手工设置，具体不参与统计的回路的判断方法在上面已经介绍过了，然后根据在实时数据库中读取到的参与统计的回路信息，按照自控率计算公式计算出装置的实时自控率。对于一个车间来说有很多套装置，将这些装置的平均自控率计算出来作为报警线，如果低于平均自控率的装置就以红色的柱状图显示出来，提醒操作工进行装置优化，提高自控率。最后，将所有装置的自控率信息以图形化界面的形式展现出来。 

历史自控率浏览的流程是：由于实时自控率只是针对当前时刻才能称作实时，在下一个时刻即变成了历史自控率，所以将所有的实时自控率信息存储下来，根据需要，以周，月，年的时间区间统计出来。对于一个车间来说有很多套装置，按照周，月，年的时间区间将这些装置的平均自控率计算出来作为报警线，如果低于平均自控率的装置就以红色的柱状图显示出来，提醒操作工进行装置优化，提高自控率。最后，将所有装置的历史自控率信息以图形化界面的形式展现出来。 

所述的平稳率计算模块的工作原理是，从实时数据库中读取所有回路的位号以及回路的相关信息(如测量值PV，设定值SV值，输出值MV等)到本地数据库服务器中。在这里对本 地数据库划分若干个子表用来存储相应的信息，例如实时平稳率信息，历史平稳率信息等等。通过平稳率的计算公式可以统计出当前的平稳率情况。 

平稳率＝平稳状态采样点数/(平稳状态采样点数+不平稳状态采样点数)*100％。 

平稳率计算模块也是考核中最重要的模块之一，其最主要的功能是提供了实时平稳率的浏览和历史平稳率的浏览，按照树形列表中节点的从属关系，既可以查询到企业总的平稳率情况也可以细致到装置的平稳率情况。平稳率计算模块包括如下子模块：实时平稳率浏览、历史平稳率浏览、平稳率报警、不参与平稳率统计。 

平稳率计算模块的工作流程如图5所示：首先将数据从实时数据库采集到本地数据库服务器中，然后选择是进行实时平稳率浏览还是历史平稳率浏览。实时平稳率浏览的流程是：对不参与统计的回路进行手工设置，然后根据在实时数据库中读取到的参与统计的回路信息，按照平稳率计算公式计算出装置的实时平稳率。对于一个车间来说有很多套装置，将这些装置的平均平稳率计算出来作为报警线，如果低于平均平稳率的装置就以红色的柱状图显示出来，提醒操作工进行装置优化，提高平稳率。最后，将所有装置的平稳率信息以图形化界面的形式展现出来。 

历史平稳率浏览的流程是：由于实时平稳率只是针对当前时刻才能称作实时，在下一个时刻即变成了历史平稳率，所以将所有的实时平稳率信息存储下来，根据需要，以周，月，年的时间区间统计出来。对于一个车间来说有很多套装置，按照周，月，年的时间区间将这些装置的平均平稳率计算出来作为报警线，如果低于平均平稳率的装置就以红色的柱状图显示出来，提醒操作工进行装置优化，提高平稳率。最后，将所有装置的平稳率信息以图形化界面的形式展现出来。 

所述的节点管理模块的功能是：针对树状列表中的节点层次进行增加、删除和修改节点，可以根据需要灵活的改变树状列表结构。 

节点管理模块的工作流程如图6：首先从本地数据库中读取节点信息，如集团下属的公司，公司下属的工厂，工厂下属的车间，车间下属的装置，装置下属的单元，单元下属的回路等。所述的节点管理的流程如下：如果选择添加节点，则人工进行节点的添加，可以添加装置，车间等；如果是修改节点，则人工进行节点名称，类型，属性等修改；如果选择了删除节点，则执行删除操作。 

所述的班组管理模块的功能是：对班组信息进行设置、增加和修改。 

所述的班组信息主要分为三个部分：倒班总信息、班组信息和班次信息的设置。倒班总信息包含装置的名称，轮班开始日期，班组的数目，每班值班时间，轮班的周期(单位为天)。班次信息包括：班组名称、轮到天数、值班开始时间。由于各套装置的倒班情况可能不一样， 为了能分班组进行统计，需要对各套装置倒班情况进行配置。班组模块具有根据实际的倒班情况灵活配置；班组可以发生改变；轮班表可以按时间段来分别定义；可以对当前的班组及班组人员进行查询等特点。班组管理模块包括如下子模块：班组管理、班组成员管理和班组自控率、平稳率查询。 

班组管理模块的工作流程如图7：首先从本地数据库中读取班组信息，然后选择是进行班组管理还是班组成员管理。所述的班组管理的流程如下：根据读取的班组信息可以对当前的班组情况进行增加、删除、修改操作。班组成员管理的流程如下：根据读取的班组信息可以对当前的班组成员进行增加、删除、修改操作。然后可以针对每个班组进行自控率、平稳率信息的查询。 

所述的用户权限管理模块的功能是，在本地数据库中建立一个数据字典，数据字典的作用是为每一个用户设置一个权限值，针对不同的用户可以设置不同的权限。不同的角色拥有不同的业务权限。该数据字典中的权限值与监控系统中的数据字典中的权限值相匹配，对应用户所能访问监控系统的权限。例如，炼油厂的操作工只能访问与炼油厂相关的信息，不能访问化工厂的信息。权限管理模块包括如下子模块：用户管理、用户组管理。 

用户权限管理模块的工作流程如图8所示：首先从本地数据库读取数据字典，然后选择对用户进行管理还是对用户组进行管理。用户管理包括：就是修改用户的名称，权限，密码；添加一个新用户；删除一个用户。用户组管理包括：修改用户组的名称，权限，成员等；添加一个新用户组；删除用户组。 

用户组的概念：用户组是用户的容器。在监控系统里面分为两个层面的用户组。第一个是数据层面的，比如建立一个炼油厂用户组，给这个用户组指定能够查看到炼油厂的数据权限。具体来讲就是在监控系统中左侧的树形结构只能展示到炼油厂，比如看到炼油厂下面的所有装置、以及塑料厂的某几个装置。另外一个是功能层面的。比如再建立一个用户组(系统里面叫角色)，可以给这个用户组分配不同的功能菜单，比如说管理员级别的用户组、维护人员的用户组。 

所述的数据接口模块的功能，根据工业实时数据库对上层应用提供的数据接口，在程序中创建一个与之相匹配的数据连接，该连接与工业数据库提供的数据接口对接，达到实时数据库与本地数据库通讯，实现数据采集服务。 

所述的数据采集服务用于读取实时数据库中的数据到本地数据库，人工进行特征回路的设置和选择性投用回路的设置。 

如果装置中有的回路是特征回路，则需要在数据采集服务中对其进行设置。首先将特征回路的信息加入到数据采集服务的配置文件中；然后针对该回路的特征值进行设置，比如流 量小于某一个值的时候即视为装置停工，最后，监控系统前台(即在Web页面上)将该回路的类型设置为特征回路。 

选择性投用的设置方法与特征回路相似。首先将选择性投用的回路加入到数据采集服务的配置文件中，然后根据实际的工艺情况对回路进行设置。设置内容包括：当哪些回路投用时，则视为开工，当哪些回路停用时，则视为停工；最后监控系统前台(即在Web页面上)将回路的类型设置为选择性投用回路。 

本发明一种基于树状结构的自控率、平稳率监控系统是一套基于Web架构、实时通讯的在线监控系统，其目的是提高管理部门对现场装置工作状态的监控水平，并为今后建设管控一体化奠定基础。 

本发明与现有技术相比具有如下技术效果： 

1.针对目前监控过程中可能出现节点关系不明确的问题，本发明提出了一种新的数据层次结构。即一种基于树状结构的节点层次关系，按集团--公司--工厂--车间--装置--单元--回路的树状结构展示，具有节点之间上下级关系清晰明了，可以灵活的添加，修改和删除节点信息，可以根据需要灵活的增加树的层次等特点。 

2.针对监控过程中针对回路统计上的不足，本发明提出了一种新的不参与统计回路的设置方法。对不参与统计的回路设置做出了如下创新：既可以对单个回路进行设置也可以批量设置。可以查询不参与统计的列表，并且不参与统计回路的列表结构同样是树形结构的，具有操作简单，可以随时设置的特点。可以查询不参与统计的回路的相关信息。 

3.针对目前监控过程中可能出现节点关系不明确的问题而导致的数据统计和查询上的不足，在树形列表的基础上，对数据的统计和查询提出了多维度的概念。即自控率和平稳率可以分时间、班组两个维度进行统计，统计的结果以图形化显示，方便用户查看，并且可以把结果和图形导出到Excel表格，便于日后存档或者其他应用。 

4.针对监控过程中缺乏对装置中关键回路的定义，本发明创新地提出了特征回路的概念，并且对如何判别特征回路给出了一种简便有效的方法。特征回路可能是一条或者多条回路，其特征是，当该回路的测量值小于设定值的时候，与该回路相关的设备或者是装置处于停工状态。 

5.针对监控过程中对选择性投用缺乏有效的统计方法，本发明对于选择性投用的回路也采取了相应的计算和统计方法。例如同一个设备区域下的几个回路(或同一套装置下的某几个设备区域)，有可能会选择性投用。如，某单元中有回路A、B、C，三个回路不定时自动切换投用状态，但只要保持当前投用的一个为自动，即A、B、C均算作自动，否则，均算做手动。再如，某装置中有A、B、C、D四个炉子，每个炉子下有很多回路，四个炉子不定时轮流开启 其中的两个。当开启A和B时，只有A和B下的回路参与自控率计算，C和D下两个炉子不参与统计。 

本发明的基于树状结构的自控率、平稳率监控及考核方法，包括以下步骤： 

第一步：根据自控率、平稳率监控系统结构，进行网络布线，并在前述的本地服务器上安装Windows2003操作系统。 

第二步：在本地服务器中安装数据库软件。 

本案例中由于实时数据库使用的是Aspen Tech的Infoplus.21，在数据库服务器中安装SQL2005和实时数据库对应的管理软件SQLPlus。 

第三步：实时数据库配点。 

在实时数据库中添加所要监控装置的回路位号。 

第四步：在本地服务器中安装监控功能模块。 

所述的监控模块，包括：自控率计算模块、平稳率计算模块、节点管理模块、班组管理模块、用户权限管理模块、数据接口模块。 

第五步：检查整个监控系统的数据连通情况。 

启动其中任何一个具有现场监测点的画面，如果随着装置的运行，在监控系统中看到的监测点变化准确无误，则表明数据段读取是畅通的。 

第六步：检查整个监控系统功能模块的运行情况。 

选择一套试点装置，调用监控系统的所有模块，看是否能够准确的显示该装置下的所有回路的信息，包括自控率、平稳率、不参与统计，特征回路、班组排班等信息。 

第七步：在线采集各装置的操作运行数据。 

将实时数据库中的回路信息读取到本地数据库中，并按照实际情况对特征回路、选择性投用回路进行相应的设置。每套装置的正常运行数据须连续48小时以上，数据采集周期根据公司的要求而定，一般为300秒。 

第八步：对各节点下各班组的实时自控率、历史自控率、实时平稳率、历史平稳率的计算、统计、查询。 

第九步：根据统计数据，计算平均自控率、平均平稳率，判断各班组的达标情况。 

附图说明

图1自控率、平稳率监控系统的网络结构示意图。 

图2自控率、平稳率监控系统的模块组成。 

图3监控系统中树状列表结构示意图。 

图4自控率计算模块的流程图。 

图5平稳率计算模块的流程图。 

图6节点管理模块的流程图 

图7班组管理模块的流程图。 

图8用户权限管理模块的流程图。 

图9监控系统中树形列表展示 

图10 F3501画面下回路的自控率信息 

图11 F3501画面下回路的平稳率信息 

图12硫磺回收车间所有装置的自控率情况 

图13硫磺回收车间所有装置的平稳率情况 

图14 3400&3500装置下三班的自控率信息。 

图15 3400&3500装置下四班的平稳率信息 

图16 6100装置下回路不参与统计情况 

具体实施方式

本发明的监控系统的架构是基于B/S架构(浏览器/服务器)实现的。监控系统集成了数据库服务器和应用服务器的功能。监控系统与下位机的连接关系为：OPC工程师站与生产现场的DCS连接，为实时数据库提供数据，我们的监控系统只需要打通与实时数据库的连接通道即可以实现从实时数据库中采集数据的功能。 

不同的企业采用的实时数据库也不尽相同。但大多集中为以下几种，如Aspen Tech的Infoplus.21、Oil System的PI、Honeywell的PHD等，具体的选择往往取决于企业相关技术人员对产品的熟悉程度或以后易于维护的程度等。数据库通讯接口主要负责本地数据库与实时数据库之间的数据通讯，为监控系统提供控制现场的实时数据。 

监控模块实现了对现场装置运行情况的实时监控，并且根据实际的监控结果提供了一种针对自控率和平稳率的考核方法，可以通过自控率、平稳率的情况来考核工厂或者班组。 

下面以某国有大型石化企业的硫磺回收车间为例来说明监控系统如何对其进行监控的。 

第一步：数据采集。 

将硫磺回收车间下的所有装置信息和回路信息从实时数据库中提取出来，存储到本地数据库对应的数据表中。如果装置中有的回路是特征回路，则要对其进行设置，首先将特征回路的信息加入到数据采集服务的配置文件中；然后针对该回路的特征值进行配置，比如流量小于某一个值的时候即视为装置停工；最后，在监控系统前台(即在Web页面上)将该回路的类型设置为特征回路。选择性投用的设置方法与特征回路相似。首先将选择性投用的回路加入到数据采集服务的配置文件中；然后根据实际的工艺情况对回路进行设置，设置内容为当哪些回路投用时，则视为开工，哪些回路停用时，则视为停工；最后监控系统前台(即在Web页面上)将回路的类型设置为选择性投用回路。 

第二步：根据读取到的装置信息和回路信息，在监控系统中对其进行匹配，即回路是属于哪个装置的要一一对应上，这个过程是一个人工过程，需要手动录入。 

根据本实施例中的硫磺回收装置，需要将3400&3500这套装置下的所有画面的回路信息录入到监控系统中。 

第三步：根据从实时数据库中读取到的3400&3500这套装置的回路信息，查看回路的状态量(即Mode值)。根据上述的自控率公式计算出3400&3500这套装置的自控率。由于实时数据库是实时更新的，因此当前时刻的自控率只能表征当前的自控率信息，在下一个数据读取周期，该自控率自动变为历史自控率供管理人员查看。 

由于Mode值在实时数据库中是以字符串的形式显示的，即自动状态显示为Auto，手动状态显示为Man，所以我们必须对其进行格式转换，这个格式转换过程是在数据采集服务中进行的。在进行格式转换后，自动状态在系统中的值为1，手动状态在系统中的值为0。同样以3400&3500装置下的F3501画面为例，回路PIC3568和PIC3531的值分别为0和1，所以回路PIC3568为手动，PIC3531为自动。同样的，其他画面回路的统计方法也是一样的。 

第四步：根据读取到3400&3500这套装置的回路信息，查看回路的测量值与给定值(即PV值与SV值)。根据上述回路平稳状态的判断原则，可以得到每一条回路的平稳状态，然后根据平稳率的公式可以计算出该装置的平稳率信息。同样的，由于实时数据库是实时更新的，因此当前时刻的平稳率只能表征当前的平稳率信息，在下一个数据读取周期，该平稳率自动变为历史平稳率供管理人员查看。以3400&3500装置下的F3501画面为例。回路PIC3568的测量值(即PV值)为86，而给设定值(即SV值)为100，在本实施例中给定常量(即Δ值)为5，代入公式SV-Δ≤PV≤SV+Δ，可知回路PIC3568的状态是不平稳的。同样的，其他回路的统计方法也是一样的。再根据平稳率的计算公式，可以计算出3400&3500这套装置的实时平稳率和历史平稳率。 

第五步：按照树形列表结构的特性，根据上述的装置回路对应关系，可以在硫磺回收车间这一根节点下查看到所有下属装置的自控率、平稳率信息，监控系统会根据自控率的情况用不同的颜色来区分是否高于平均自控率，这为下面的考核方法提供了依据。 

第六步：根据硫磺回收车间下的3400&3500装置当前所使用的班组排班表，在系统中生成硫磺回收车间的班组排班表。由于排班表都有排班的开始时间和结束时间，通过监控系统的后台处理，可以将其以标签的形式显示在自控率信息表上，即当前时刻是哪个班组，所对应的自控率和平稳率各是多少。不同班组所对应的标签颜色各不相同。 

第七步：根据硫磺回收车间6100装置的回路工艺情况，为6100装置添加不需要参与统计的回路。例如，由于工艺或者仪表原因引起的阀失灵或者表失灵的情况。根据具体的需求为回路添加不参与统计的原因和不参与统计的开始和结束时间。 

第八步：统计装置的特征回路，根据上面的定义，特征回路代表了一个画面或者一个装 置的开停工状态，因此如果特征回路的测量值小于某个值的时候，则代表该装置停工。这里以四蒸馏车间的常压炉系统为例，如果TIC-111这条回路的温度测量值小于340度的时候，整个常压炉系统处于停工状态。为了保证计算自控率的准确性，这时候需要将常压炉系统的所有回路都纳入到不参与统计的回路当中。 

自控率、平稳率考核方法，同样以硫磺回收车间为例。 

第一步，查看当前时刻硫磺回收车间节点下所有车间的自控率情况，在系统中以线性或者柱状图显示。通过对比可以看出各车间自控率高低情况。 

第二步，查看当前时刻硫磺回收车间节点下所有车间的平稳率情况，在系统中以线性或者柱状图显示。通过对比可以看出各车间平稳率高低情况。 

第三步，设定自控率或平稳率的报警下限。在柱状图的上面有一条直线，这条直线即为报警线。高于报警线的装置以绿色显示，低于报警线的装置是以红色显示。 

第四步，考核：对于高于警戒线的工厂或班组认为合格，对于低于警戒线的班组认为不合格，建议采取相应的措施，促进其改善自控率和平稳率，尽快达标。 

Claims (10)

1. 一种基于树状结构的自控率、平稳率监控系统，包括：实时数据库服务器、本地数据库服务器、终端电脑，互相之间采用网线连接，其中本地数据库中安装有监控功能模块；所述的实时数据库服务器对装置的各种原始数据进行存储，并且提供相应的数据接口供上层应用系统调用，所述的本地数据库服务器负责采集数据并计算统计；所述的终端电脑负责以Web页面的形式进行自控率和平稳率数据展现；

所述的树状结构是一种节点的层次结构，节点之间按照上下级的关系，划分了按照公司--工厂--装置--单元--回路的多个层次，以列表结构展示；

所述的监控功能模块包括：自控率计算模块、平稳率计算模块、节点管理模块、班组管理模块、用户权限管理模块、数据接口模块；

所述的自控率计算模块，用于从实时数据库中读取所有回路的位号以及回路的测量值PV，设定值SV值，输出值MV，状态量Mode到本地数据库服务器中，通过自控率计算公式统计出当前的自控率情况；

自控率=自动状态采样点数/（自动状态采样点数+手动状态采样点数）*100%；

所述的平稳率计算模块，用于从实时数据库中读取所有回路的位号以及回路的测量值PV，设定值SV值，输出值MV到本地数据库服务器中，通过平稳率计算公式统计出当前的平稳率情况；

平稳率=平稳状态采样点数/（平稳状态采样点数+不平稳状态采样点数）*100%；

所述的节点管理模块：用于对树状列表中的节点层次进行增加、删除和修改节点信息，所述的节点信息包括节点名称、类型、属性；

所述的班组管理模块：用于对班组信息进行设置、增加和修改，所述的班组信息包括三个部分：倒班总信息、班组信息和班次信息；

所述的用户权限管理模块，用于在本地数据库中建立一个数据字典，数据字典的作用是为每一个用户设置一个权限值，对应用户所能访问监控系统的权限；用户权限管理模块包括用户管理和用户组管理；

所述的用户管理包括：修改用户的名称、权限、密码；添加新用户；删除用户；

所述的用户组管理包括：修改用户组的名称、权限、成员；添加一个新用户组；删除用户组；

所述的数据接口模块，用于读取实时数据库中的数据到本地数据库，并且人工进行特征回路的设置和选择性投用回路的设置；

所述的特征回路是指当该回路的测量值小于设定值的时候，与该回路相关的设备或者装置处于停工状态；

选择性投用是指某个设备区域下有多个功能完全相同的回路，根据生产负荷的大小，有时会选择性的投用其中一条或几条回路，在这时，如果没有投用的回路不加处理地直接参与自控率的统计显然是不合理的，这就需要一个策略来对这类回路进行设置，当投用其中的一个回路时，其它回路则视为自动状态。

2. 根据权利要求1的监控系统，其特征在于，所述的自控率计算模块包括实时自控率浏览和历史自控率浏览。

3. 根据权利要求1的监控系统，其特征在于，所述的平稳率计算模块包括实时平稳率浏览和历史平稳率浏览。

4. 根据权利要求1的自控率、平稳率监控系统，其特征在于，所述的自控率和平稳率按时间和班组两个维度进行统计。

5. 权利要求1的自控率、平稳率监控系统，其特征在于，所述的选择性投用回路能够客观，准确的对自控率进行统计。

6. 如权利要求1的监控系统的工作方法，包括以下步骤：

第一步：根据自控率、平稳率监控系统结构，进行网络布线，并在前述的本地数据库服务器上安装Windows2003操作系统；

第二步：在实时数据库中添加所要监控的装置的回路位号；

第三步：在本地数据库服务器中安装监控功能模块；

所述的监控功能模块包括：自控率计算模块、平稳率计算模块、节点管理模块、班组管理模块、用户权限管理模块、数据接口模块；

第四步：在线采集各装置的操作运行数据；

将实时数据库中的回路信息读取到本地数据库中，并按照实际情况对特征回路、选择性投用回路进行相应的设置；

第五步：对各节点下各班组的实时自控率、历史自控率、实时平稳率、历史平稳率进行计算、统计、浏览，并通过Web服务器进行数据展现；

第六步：根据统计数据，计算平均自控率、平均平稳率，判断各班组的达标情况。

7.  根据权利要求6所述的监控系统的工作方法，其特征在于，所述第五步中实时自控率浏览包括下列步骤：

a. 手工设置不参与统计的回路；

b  按照自控率计算公式计算出每个回路的实时自控率；

自控率=自动状态采样点数/（自动状态采样点数+手动状态采样点数）*100%；

c. 整个装置的平均自控率计算出来作为报警线；如果某装置的自控率低于平均自控率，就以红色的柱状图显示出来；将所有装置的实时自控率信息以图形化界面的形式展现出来。

8. 根据权利要求6所述的监控系统的工作方法，其特征在于，所述第五步中历史自控率浏览包括下列步骤：

d..将实时自控率信息存储为历史自控率信息；

e  将某个时段装置的平均自控率计算出来作为报警线，低于平均自控率的装置就以红色的柱状图显示出来，提醒操作工进行装置优化，将所有装置的历史自控率信息以图形化界面的形式展现出来。

9. 根据权利要求6所述的监控系统的工作方法，其特征在于，所述第五步中实时平稳率浏览包括下列步骤：

f. 手工设置不参与统计的回路；

g  按照平稳率计算公式计算出每个回路的实时平稳率；

平稳率=平稳状态采样点数/（平稳状态采样点数+不平稳状态采样点数）*100%；

h.整个装置的平均平稳率计算出来作为报警线,如果某装置的平稳率低于平均平稳率，就以红色的柱状图显示出来；将所有装置的实时平稳率信息以图形化界面的形式展现出来。

10. 根据权利要求6所述的监控系统的工作方法，其特征在于，所述第五步中历史平稳率浏览包括下列步骤： 

i  将实时平稳率信息存储为历史平稳率信息；

e  将某个时段装置的平均平稳率计算出来作为报警线，低于平均平稳率的装置就以红色的柱状图显示出来，提醒操作工进行装置优化，将所有装置的历史平稳率信息以图形化界面的形式展现出来。

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