CN103914057A - 一种工控设备自动化系统的故障诊断和分析方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种工控设备自动化系统的故障诊断和分析方法，包含以下步骤：设置一故障代码库，将自动化系统中不同型号不同种类工控设备的私有故障代码转换为通用故障代码，在故障代码库中录入各通用故障代码以及其对应的故障诊断信息；接收辖下工控设备的故障信息，将所收到的工控设备的私有故障代码转换为通用故障代码；将通用故障代码与故障代码库中的通用故障代码进行匹配，查找并显示该通用故障代码对应的故障诊断信息。使得对工控设备自动化系统的告警信息能够进行自动翻译和提供诊断信息，提高工控设备运行的安全性，和工控设备自动化系统的自动化程度，降低相应工程师的经验要求，进而降低人力成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种故障诊断和分析技术，尤其涉及一种工控设备自动化系统的故障诊断和分析技术。
背景技术
石油石化、电力、交通等自动化水平较高、并且规模庞大的工业系统是国家能源战略通道，是国民经济“血管”，并且也与百姓生活息息相关，其稳定可靠长期运行非常重要。这些自控系统是由多种硬件设备、软件共同构成的一个复杂的运行系统，涵盖范围广，应用多，技术复杂。监管这样复杂的自控系统和设备，需时刻关注大量繁杂数据，这些数据数量巨大，分布分散，且格式不一，可理解性差。这对运行管理人员来说，查看缺乏模型支持和统一人机界面且数量巨大的数据，不但费时费力，而且常常遗漏或缺乏真正重要且有用的信息。
当前，我国这些大型自控系统与设备的运行、维护、检修等管理工作归口到各级生产运行部门。而且，执行这项工作大多采用现场蹲点、计划检修、呼叫响应等方式。目前，对站内自控设备或子系统的故障的诊断，基本依赖于事后工程师的经验性分析，支持分析工作的基础信息仅限于故障所造成的结果和故障设备可能保存的有限的告警信息。故障发生的原因，除了包括自身设计、制造、运行、配置、操作错误或失误等方面，也有可能是因为设备运行条件、环境的变化而造成的，这说明，对一个故障的诊断涉及到很多方面。这使得故障诊断工作困难重重，需要花费大量时间完成故障原因判断。
而且，目前，工业系统中一般都是以告警码的方式提供告警信息，而一个大型工控系统中往往包含许多不同种类和型号的设备，可能有数百种，每个告警设备又涉及多种告警信息，几十到上百种情况不等，不同设备的不同告警信息可能对应的告警码是相同的，这样使得工程师无法直观的判断一个告警码所表达的含义，需要根据产品说明书来进行翻译，需要消耗大量时间精力，处理起来效率低下，且对于工程师的经验要求较高，人力成本高。
因此，尽可能方便维护人员准确及时地获得隐患或已发生故障的信息，指导维修人员进行维修，是石油石化、电力、交通等行业的现实需求。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种工控设备自动化系统的故障诊断和分析方法及系统，使得对工控设备自动化系统的告警信息能够进行自动翻译和提供诊断信息，提高工控设备运行的安全性，和工控设备自动化系统的自动化程度，降低相应工程师的经验要求，进而降低人力成本。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种工控设备自动化系统的故障诊断和分析方法，包含以下步骤：
设置一故障代码库，将自动化系统中不同型号不同种类工控设备的私有故障代码转换为通用故障代码，在故障代码库中录入各通用故障代码以及其对应的故障诊断信息；
接收辖下工控设备的故障信息，将所收到的工控设备的私有故障代码转换为通用故障代码；
将通用故障代码与所述故障代码库中的通用故障代码进行匹配，查找并显示该通用故障代码对应的故障诊断信息。
作为进一步改进，通用故障代码由工控设备的设备特征码、私有故障代码和故障等级码构成，设备特征码由工控设备的型号确定，故障等级码由故障等级确定；
将收到的私有故障代码转换为通用故障代码的步骤中：根据传输工控设备私有故障代码的接口，确定该工控设备的型号和故障等级，在所收到的私有故障代码上添加设备特征码和故障等级码，生成通用故障代码。
作为进一步改进，故障诊断信息包含以下一种多种：同一设备的故障记录、故障原因分析、故障排除方法、和/或同类故障预防方法。
作为进一步改进，收到的工控设备的故障信息包含：工控设备主动生成并发出的生产数据类故障信息；和对工控设备进行实时状态监控，在发现异常时，由监控系统自动生成的运行状态和通信状态类故障信息。
作为进一步改进，故障代码库中保存的各通用故障代码以及其对应的故障诊断信息还包含：由多于两条或两条以上和/或一类通用故障代码构成的组合判定条件及其对应的故障诊断信息，组合判定条件包含在预设时间段内收到预定数量和预定类型的通用故障代码时，其所对应的故障诊断信息；
将通用故障代码与故障代码库中的通用故障代码进行匹配的步骤中，对通用故障代码进行组合判定条件的匹配，如果在预设时间内收到的通用故障代码数量和类型满足组合判定条件，则显示对应的故障诊断信息。
本发明还提供了一种工控设备自动化系统的故障诊断和分析系统，包含：
一故障代码库，用于保存各通用故障代码以及其对应的故障诊断信息，通用故障代码由自动化系统中不同型号不同种类工控设备的私有故障代码转换得到；
转换模块，用于在收到辖下工控设备的故障信息时，将所收到的工控设备的私有故障代码转换为通用故障代码；
匹配模块，用于将通用故障代码与所述故障代码库中的通用故障代码进行匹配，查找并显示该通用故障代码对应的故障诊断信息。
作为进一步改进，通用故障代码由工控设备的设备特征码、私有故障代码和故障等级码构成，设备特征码由工控设备的型号确定，故障等级码由故障等级确定；
转换模块进一步包含以下子模块：
根据传输工控设备私有故障代码的接口，确定该工控设备的型号和故障等级的子模块；
在所收到的私有故障代码上添加设备特征码和故障等级码，生成通用故障代码的子模块。
作为进一步改进，故障诊断信息包含以下一种或多种：同一设备的故障记录、故障原因分析、故障排除方法、和/或同类故障预防方法。
作为进一步改进，收到的工控设备的故障信息包含：工控设备主动生成并发出的生产数据类故障信息；和对工控设备进行实时状态监控，在发现异常时，由监控系统自动生成的运行状态和通信状态类故障信息。
作为进一步改进，故障代码库中保存的各通用故障代码以及其对应的故障诊断信息还包含：由两条或两条以上和/或一类通用故障代码构成的组合判定条件及其对应的故障诊断信息，组合判定条件包含在预设时间段内收到预定数量和预定类型的通用故障代码时，其所对应的故障诊断信息；
匹配模块还用于对通用故障代码进行组合判定条件的匹配，如果在预设时间内收到的通用故障代码数量和类型满足所述组合判定条件，则显示对应的故障诊断信息。
本发明实施方式与现有技术相比，主要区别及其效果在于：设置一故障代码库，将自动化系统中不同型号不同种类工控设备的私有故障代码转换为通用故障代码，在故障代码库中录入各通用故障代码以及其对应的故障诊断信息；接收辖下工控设备的故障信息，将所收到的工控设备的私有故障代码转换为通用故障代码；将通用故障代码与所述故障代码库中的通用故障代码进行匹配，查找并显示该通用故障代码对应的故障诊断信息。通过该方式使得对工控设备自动化系统的告警信息能够进行自动翻译和提供诊断信息，提高工控设备运行的安全性，和工控设备自动化系统的自动化程度，降低相应工程师的经验要求，进而降低人力成本。
通过将私有故障代码转换为通用故障代码，使得每个故障代码对应的故障告警信息唯一化，便于实现故障代码的统一管理和查询。
附图说明
图1是本发明第一实施方式中的一种工控设备自动化系统的故障诊断和分析方法中设置故障代码库的流程图；
图2是本发明第一实施方式中的一种工控设备自动化系统的故障诊断和分析方法中对收到故障代码处理的流程图；
图3是本发明第二实施方式中的一种工控设备自动化系统的故障诊断和分析系统的系统结构图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的实施方式作进一步地详细描述。
本发明第一实施方式涉及一种工控设备自动化系统的故障诊断和分析方法，该方法包含设置故障代码库、和对收到故障代码的处理两部分；设置故障代码库的流程图如图1所示：
步骤101中，在工控设备自动化系统中设置一故障代码库。
步骤102中，将自动化系统中不同型号不同种类工控设备的私有故障代码转换为通用故障代码。该通用故障代码由工控设备的设备特征码、私有故障代码和故障等级码构成，设备特征码由工控设备的型号确定，故障等级码由故障等级确定。
步骤103中，在故障代码库中录入各通用故障代码以及其对应的故障诊断信息。该故障诊断信息可以包含：同一设备的故障记录、故障原因分析、故障排除方法、同类故障预防方法等。
本实施方式中，故障代码库中保存的各通用故障代码以及其对应的故障诊断信息还可以包含：由多于一条和/或一类通用故障代码构成的组合判定条件及其对应的故障诊断信息，所述组合判定条件包含在预设时间段内收到预定数量和预定类型的通用故障代码时，其所对应的故障诊断信息。
对故障信息的处理的具体流程图如图2所示。
步骤201中，接收辖下工控设备的故障信息。该故障信息包含：工控设备主动生成并发出的生产数据类故障信息；和对工控设备进行实时状态监控，在发现异常时，由监控系统自动生成的运行状态和通信状态类故障信息。
步骤202中，将所收到的工控设备的私有故障代码转换为通用故障代码。
本步骤中，根据传输工控设备私有故障代码的接口，确定该工控设备的型号和故障等级（每个接口唯一对应一个工控设备的一个故障等级），在所收到的私有故障代码上添加设备特征码和故障等级码，生成通用故障代码。
通过将私有故障代码转换为通用故障代码，使得每个故障代码对应的故障告警信息唯一化，便于实现故障代码的统一管理和查询。
步骤203中，将通用故障代码与故障代码库中的通用故障代码进行匹配，查找并显示该通用故障代码对应的故障诊断信息。
本步骤中，包含两部分的匹配操作，一是直接根据该通用故障代码查找其对应的故障诊断信息；二是对通用故障代码进行组合判定条件的匹配，如果在预设时间内收到的通用故障代码数量和类型满足所述组合判定条件，则显示对应的故障诊断信息。
举例而言，故障代码库中包含一组组合判定条件A为：在两分钟内收到五条显示向同一设备发送/接收信息失败的故障代码，且五分钟内未收到该设备其他故障故障代码；对应的故障诊断信息为：该设备网络连接故障；假设当前收到的故障代码表示向设备S101发送信息失败，且在两分钟内已收到五条类似信息，且五分钟内未收到该设备S101的其他故障代码，则在本步骤中，判定满足组合判定条件A，显示诊断信息为：设备S101网络连接故障。
通过设置故障代码库、和根据故障代码库对故障信息进行的处理，使得对工控设备自动化系统的告警信息能够进行自动翻译和提供诊断信息，提高工控设备运行的安全性，和工控设备自动化系统的自动化程度，降低相应工程师的经验要求，进而降低人力成本。
本发明第二实施方式涉及一种工控设备自动化系统的故障诊断和分析系统，该系统的系统结构图如图3所示，包含：一故障代码库、转换模块和匹配模块。
故障代码库，用于保存各通用故障代码以及其对应的故障诊断信息，通用故障代码由所述自动化系统中不同型号不同种类工控设备的私有故障代码转换得到。其中，通用故障代码由工控设备的设备特征码、私有故障代码和故障等级码构成，设备特征码由工控设备的型号确定，故障等级码由故障等级确定。
本实施方式中，故障代码库中保存的各通用故障代码以及其对应的故障诊断信息还可以包含：由多于一条和/或一类通用故障代码构成的组合判定条件及其对应的故障诊断信息，组合判定条件包含在预设时间段内收到预定数量和预定类型的通用故障代码时，其所对应的故障诊断信息。
转换模块，用于在收到辖下工控设备的故障信息时，将所收到的工控设备的私有故障代码转换为通用故障代码。
需要进一步说明的是，转换模块包含以下子模块：
识别子模块，用于根据传输工控设备私有故障代码的接口，确定该工控设备的型号和故障等级。
通用故障代码生成子模块，用于在所收到的私有故障代码上添加设备特征码和故障等级码，生成通用故障代码。
本实施方式中，转换模块收到的工控设备的故障信息包含：工控设备主动生成并发出的生产数据类故障信息；和对工控设备进行实时状态监控，在发现异常时，由监控系统自动生成的运行状态和通信状态类故障信息；
匹配模块，用于将通用故障代码与故障代码库中的通用故障代码进行匹配，查找并显示该通用故障代码对应的故障诊断信息。该故障诊断信息可以包含：同一设备的故障记录、故障原因分析、故障排除方法、和/或同类故障预防方法。
需要进一步说明的是，匹配模块还可以用于对通用故障代码进行组合判定条件的匹配，如果在预设时间内收到的通用故障代码数量和类型满足所述组合判定条件，则显示对应的故障诊断信息。
通过本实施方式，使得对工控设备自动化系统的告警信息能够进行自动翻译和提供诊断信息，提高工控设备运行的安全性，和工控设备自动化系统的自动化程度，降低相应工程师的经验要求，进而降低人力成本。
虽然通过参照本发明的某些优选实施方式，已经对本发明进行了图示和描述，但本领域的普通技术人员应该明白，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。
Claims (10)
1.一种工控设备自动化系统的故障诊断和分析方法，其特征在于，包含以下步骤：
设置一故障代码库，将所述自动化系统中不同型号不同种类工控设备的私有故障代码转换为通用故障代码，在所述故障代码库中录入各通用故障代码以及其对应的故障诊断信息；
接收辖下工控设备的故障信息，将所收到的工控设备的私有故障代码转换为通用故障代码；
将所述通用故障代码与所述故障代码库中的通用故障代码进行匹配，查找并显示该通用故障代码对应的故障诊断信息。
2.根据权利要求1所述的工控设备自动化系统的故障诊断和分析方法，其特征在于，所述通用故障代码由所述工控设备的设备特征码、私有故障代码和故障等级码构成，所述设备特征码由工控设备的型号确定，所述故障等级码由故障等级确定；
所述将收到的私有故障代码转换为通用故障代码的步骤中：
根据传输所述工控设备私有故障代码的接口，确定该工控设备的型号和故障等级，在所收到的私有故障代码上添加设备特征码和故障等级码，生成通用故障代码。
3.根据权利要求1所述的工控设备自动化系统的故障诊断和分析方法，其特征在于，所述故障诊断信息包含以下之一或其任意组合：
同一设备的故障记录、故障原因分析、故障排除方法、和/或同类故障预防方法。
4.根据权利要求1所述的工控设备自动化系统的故障诊断和分析方法，其特征在于，所述收到的工控设备的故障信息包含：
所述工控设备主动生成并发出的生产数据类故障信息；和
对所述工控设备进行实时状态监控，在发现异常时，由监控系统自动生成的运行状态和通信状态类故障信息。
5.根据权利要求1所述的工控设备自动化系统的故障诊断和分析方法，其特征在于，所述故障代码库中保存的各通用故障代码以及其对应的故障诊断信息还包含：由多于一条和/或一类通用故障代码构成的组合判定条件及其对应的故障诊断信息，所述组合判定条件包含在预设时间段内收到预定数量和预定类型的通用故障代码时，其所对应的故障诊断信息；
所述将通用故障代码与故障代码库中的通用故障代码进行匹配的步骤中，对所述通用故障代码进行组合判定条件的匹配，如果在预设时间内收到的通用故障代码数量和类型满足所述组合判定条件，则显示对应的故障诊断信息。
6.一种工控设备自动化系统的故障诊断和分析系统，其特征在于，包含：
一故障代码库，用于保存各通用故障代码以及其对应的故障诊断信息，所述通用故障代码由所述自动化系统中不同型号不同种类工控设备的私有故障代码转换得到；
转换模块，用于在收到辖下工控设备的故障信息时，将所收到的工控设备的私有故障代码转换为通用故障代码；
匹配模块，用于将所述通用故障代码与所述故障代码库中的通用故障代码进行匹配，查找并显示该通用故障代码对应的故障诊断信息。
7.根据权利要求6所述的工控设备自动化系统的故障诊断和分析系统，其特征在于，所述通用故障代码由所述工控设备的设备特征码、私有故障代码和故障等级码构成，所述设备特征码由工控设备的型号确定，所述故障等级码由故障等级确定；
所述转换模块进一步包含以下子模块：
根据传输所述工控设备私有故障代码的接口，确定该工控设备的型号和故障等级的子模块；
在所收到的私有故障代码上添加设备特征码和故障等级码，生成通用故障代码的子模块。
8.根据权利要求6所述的工控设备自动化系统的故障诊断和分析系统，其特征在于，所述故障诊断信息包含以下之一或其任意组合：
同一设备的故障记录、故障原因分析、故障排除方法、和/或同类故障预防方法。
9.根据权利要求6所述的工控设备自动化系统的故障诊断和分析系统，其特征在于，所述收到的工控设备的故障信息包含：
所述工控设备主动生成并发出的生产数据类故障信息；和
对所述工控设备进行实时状态监控，在发现异常时，由监控系统自动生成的运行状态和通信状态类故障信息。
10.根据权利要求6所述的工控设备自动化系统的故障诊断和分析系统，其特征在于，所述故障代码库中保存的各通用故障代码以及其对应的故障诊断信息还包含：由多于一条和/或一类通用故障代码构成的组合判定条件及其对应的故障诊断信息，所述组合判定条件包含在预设时间段内收到预定数量和预定类型的通用故障代码时，其所对应的故障诊断信息；
所述匹配模块还用于对所述通用故障代码进行组合判定条件的匹配，如果在预设时间内收到的通用故障代码数量和类型满足所述组合判定条件，则显示对应的故障诊断信息。
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| GR01 | Patent grant | ||
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