CN104317603A - 一种基于scada系统的智能报警系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于SCADA系统的智能报警系统，包括报警组态模块、实时报警服务进程模块和报警图形界面监控模块，报警组态模块实现用户自定义各种报警配置的接口；实时报警服务进程模块负责监视系统中报警源的状态变化，并执行报警的触发、报警信息的解析、多台客户端报警同步和报警信息入库的操作；报警图形界面监控模块向调度员提供了实时报警可视化界面和历史报警信息查询界面。本发明能够支持高度、可靠、大规模的报警，可以应用于轨道交通综合监控应用系统、风电场综合监控应用系统，具有很好的推广应用价值。

Description

一种基于SCADA系统的智能报警系统

技术领域

    本发明涉及SCADA综合监控系统的报警领域，尤其涉及一种基于SCADA系统的智能报警系统。

背景技术

人类历史进入20世纪90年代，计算机技术突飞猛进，以著名的摩尔定律向前发展，即每18个月，计算机性能增强1倍，成本下降1倍，而计算机通信和网络技术进步更快，以所谓超摩尔定律发展，18个月的时间间隔进步为6个月。由于计算机、自动控制系统、计算机通信网络特别是大型计算机监控系统技术的长足进步，多岛控制的自动化孤岛被打破，分立的监控系统逐步走向综合自动化监控，通信网络的带宽增强，高速交换以太网技术的成熟，数据库技术特别是实时分布式数据库的广泛应用，为综合监控系统打下了结实的基础。

现在综合监控系统主要以大型SCADA系统为主，如图1所示为SCADA综合监控系统基本框架，现场设备负责数据采集工作，属于被控端，并通过通信网络将采集到的现场数据传输到控制中心，操作员通过画面监视现场设备的实时变化，必要时通过通信网络对被控设备下发一些控制命令。目前，SCADA系统已广泛应用于电力调度和配电系统、电气化铁道供电系统、地铁供电系统、城市轨道交通自动化综合监控系统及其他工业控制领域，以SCADA为核心研制的监控软件平台对工业控制领域的安全可靠运行技术的进步主要体现在以下几个方面：

(1)网络技术：采用高速的计算机网络通信技术，基于广域网设计，使得被控站与控制中心的传输速度大大提高，使得整个系统监控的容量更大，反映的速度更快，达到快速处理各类事件的要求；

(2)开放技术：具有很强的开发性，能很方便地与管理系统、调度系统、MIS系统等各类不同系统进行数据交换，使运行的各类实时信息达到全局共享，为生产管理提供更先进的手段；

(3)容错技术：平台应用面向对象技术具有开放式、分布式系统结构，采用双网结构的1+N冗余方式，硬件结构以欧美最新的工作站/服务器技术为基础，实现了软硬件的最优化组合，其可靠性远远优于目前国内其他自动化系统；

(4)安全措施：系统采用64位UNIX操作系统与LINUX，windows系统混平台方式和Sybase，ORACLE大型商用数据库管理系统，分布式配置、容错硬件配置、冗余服务器、冗余磁盘、多操作员站、双冗余局域网配置，系统运行的安全机制保证了自动化系统的安全稳定运行。SCADA系统的智能报警子系统确保调度人员能够及时、准确地掌握各种受控设备的当前状态，且当设备在出现异常或者故障时，能够快速定位到故障设备，快速解除故障，恢复系统安全、稳定、高效地运行。

发明内容

本发明提供了一种基于SCADA系统的智能报警系统，旨在提供一种高速、可靠、大规模的报警监视系统。

本发明所采用的技术方案如下：

一种基于SCADA系统的智能报警系统，包括报警组态模块、实时报警服务进程模块和报警图形界面监控模块，其中：

报警组态模块实现用户自定义各种报警配置的接口，用户通过报警组态程序自定义报警等级、报警类型、报警格式、报警源、报警处理方式、报警统计汇总和报警联动的相关配置；

实时报警服务进程模块在SCADA系统正常运行时工作于后台，负责监视系统中报警源的状态变化，并执行报警的触发、报警信息的解析、多台客户端报警同步和报警信息入库的操作；

报警图形界面监控模块向调度员提供了实时报警可视化界面和历史报警信息查询界面，所述实时报警可视化界面动态地显示了系统启动以来各条报警信息的内容，以及用户对其做出的响应，所述历史报警查询界面支持按照子站、专业、报警级别和设备分类查询报警信息。

前述的报警等级和报警类型包括颜色和声音配置，不同等级的配置不同的颜色显示报警文本信息，严重等级的报警信息可配置声音报警，声音报警包括报警声音文件、报警音量大小、报警声音是否重复播放、报警声音重复播放的时间间隔；

所述报警格式即在产生报警信息时，报警信息的文本内容，包括报警故障发生的时间、地点、名称和说明；

所述报警源是指用户根据需要为重要和感兴趣的数据点配置报警；

所述报警处理方式，包括对于用户感兴趣的报警信息在实时报警界面显示，重要的报警信息配置实时打印，严重的报警信息配置为弹出报警对话框或者推画面设置； 

所述报警统计汇总是指相关的报警源注册到报警统计汇总对象上，统计与其关联的报警源是否存在未确认的报警、指示出最严重的报警等级，报警统计汇总对象可统一操作与其关联的所有报警源；

所述报警联动是指报警源发生报警后，就会发送一个联动信号，触发相关联动操作，对相关设备进行控制。

前述的实时报警服务进程模块监视报警源的状态，如果报警源状态发生变化，实时报警服务器进程模块根据报警组态程序配置的相关报警格式产生该报警源的报警信息，并对报警信息进行解析，如果是由正常操作非事故产生的报警信息则不需要在报警配置界面显示，但需要将报警信息存入报警信息数据库；如果是故障产生的报警信息，则报警信息不仅要存入报警信息数据库，还要同步发送到所有登录客户端的报警列表。

前述的报警信息同步发送到所有登录客户端的报警列表后，用户根据各自设置的报警过滤准则刷新实时报警可视化界面，包括三种处理结果：显示该报警，更新该报警和不显示该报警。

前述的报警信息如果配置了实时打印设置，则实时报警服务进程模块会将该报警信息发送给相关的打印机进行打印；如果报警信息配置了联动操作，则实时报警服务进程模块会触发相关联动命令，执行关联的联动操作。

前述的实时报警可视化界面包括显示报警信息、过滤报警、确认报警信息和报警闭锁；

所述显示报警信息方式包括声音报警、文字报警和推画面报警；

所述过滤报警是指用户可根据报警等级过滤报警，不同的设备和系统的报警可推送到不同的操作站；

所述确认报警信息指当报警信息产生，操作员须快速识别和确认，所述确认报警信息支持单条确认，多条确认或全部确认；

所述报警闭锁用于抑制无意义报警信息，所述报警闭锁支持单独闭锁和部分闭锁。

前述的历史报警查询界面一次只能进行一个搜索操作。

通过采用上述技术手段，本发明的有益效果为：

报警配置自由，用户可以根据需要，配置感兴趣的报警源，报警行为、格式、处理方式等信息支持用户自定义配置；

报警支持联动功能； 

报警信息能够同步发送到多个客户端的报警列表；

报警信息能够分类别显示，如支持按专业划分、按报警级别划分、按子站划分或按设备划分等，方便用户浏览和查询；

历史报警信息的查询，支持多种组合查询条件，可以从海量报警信息中，快速、准确查询到所需的报警信息；

报警信息可以在系统关联的事件打印机上以实时、定时或者用户召唤的方式进行打印输出；

整个系统报警响应时间<2秒，报警错误率<0.01%；

能够支持高度、可靠、大规模的报警。

本发明可以应用于轨道交通综合监控应用系统、风电场综合监控应用系统，具有很好的推广应用价值。

附图说明

图1为SCADA综合监控系统基本框架图；

图2为本发明智能报警系统结构图；

图3为本发明实时报警服务进程处理流程图；

图4为发明实时报警服务进程报警同步过程流程图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明技术方案作进一步的详细说明。

运行于当前主SCADA服务器上的各种标准/可定制通讯规约程序从联网的远方智能通讯设备接收受控设备的状态信息，并将其写入主SCADA服务器的实时数据库。运行于后台局域网中的各台服务器和工作站通过数据总线同步地获取相应的数据和信息。报警系统以及其他基于实时库的应用程序对其感兴趣的数据进行监听，并相应的执行声光报警、推画面等动作。

如图2所示，本发明的基于SCADA系统(Supervisory Control And Data Acquisition，数据采集与监视控制系统)的智能报警系统，包括报警组态模块、实时报警服务进程模块和报警图形界面监控模块三个逻辑模块。

(1)   报警组态模块

报警组态模块主要实现用户自定义各种报警配置的接口，用户可以通过报警组态程序自定义报警等级、报警类型、报警格式、报警源、报警处理方式、报警统计汇总和报警联动的相关配置：

报警等级和报警类型，包括颜色和声音两种配置。不同等级的配置会有不同的颜色显示报警文本信息，严重等级的报警信息还可以配置声音报警，声音报警可配置的选项有报警声音文件、报警音量大小、报警声音是否重复播放、报警声音重复播放的时间间隔等，用户都可以进行自定义这些选项。

报警格式，即在产生报警信息时，报警信息的文本内容。文本内容一般包括故障发生的时间、地点、名称和说明（如主变差动动作、阻抗二段动作等）。

报警源定义：每个SCADA系统，都有成千上万，甚至几十万乃至几百万的数据点，为所有数据点都配置报警是不现实，也是不必要的，用户只需为重要的、感兴趣的数据点配置报警即可。

报警处理方式设置，所有的报警信息都存入报警信息数据库，对于用户感兴趣的报警信息在实时报警界面显示，重要的报警信息可以配置实时打印，严重的报警信息配置为弹出报警对话框或者推画面设置。

报警统计汇总配置：相关的报警源可以注册到报警统计汇总对象上，统计与其关联的报警源是否存在未确认的报警、指示出最严重的报警等级。同时，该报警统计汇总对象还可以统一操作与其关联的所有报警源，如进行确认操作或者闭锁操作。

报警联动配置：为报警源配置联动功能，当该报警源发生报警后，就会发送一个联动信号，触发相关联动操作，对相关设备进行控制。如综合监控BAS系统中，高温报警联动备用空调开启，湿度过低时联动加湿机开启，机房漏水联动机房报警等。

(2)   实时报警服务进程模块

实时报警服务进程模块在SCADA系统正常运行时工作于后台，主要负责执行报警的触发、报警信息的解析、多台客户端报警同步和报警信息入库等操作。

如图3所示，本发明的实时报警服务进程处理流程图。

实时报警服务进程模块负责监视系统中报警源(报警组态程序配置)的状态变化。如果报警源状态发生变化，实时报警服务器进程模块根据报警组态程序配置的相关报警格式产生该报警源的报警信息，并对报警信息进行解析，如果是由正常操作非事故产生的报警信息则不需要在报警配置界面显示，但需要将报警信息存入报警信息数据库；如果是故障产生的报警信息，则报警信息不仅要存入报警信息数据库，还要同步发送到所有登录客户端的报警列表，每个客户端报警列表中的报警信息再经过用户设置的报警过滤准则后在实时报警可视化界面进行显示。如果该报警源配置了实时打印设置，那么将该报警信息发送给相关的打印机进行打印；如果该报警信息配置了联动操作，则触发相关联动命令，执行关联的联动操作。

如图4所示，对于故障产生的报警信息，报警信息同步发送到所有登录客户端的报警列表，用户根据各自设置的报警过滤准则刷新实时报警可视化界面，经报警过滤准则过滤后包括三种处理结果：显示该报警，更新该报警和不显示该报警。

(3)   报警图形界面监控模块

报警图形界面监控模块向调度员提供了实时报警可视化界面和历史报警信息查询界面，实时报警可视化界面动态地显示了系统启动以来各条报警信息的内容，以及用户对其做出的响应，历史报警查询界面支持按照子站、专业、报警级别、设备等分类查询报警信息的功能。

       实时报警可视化界面显示当前未确认或未解除的报警信息，未确认的报警信息持续闪烁，确认的报警信息停止闪烁；对于操作人员已经确认过且解除的报警信息，自动从报警列表中删除。实时报警可视化界面主要有以下功能：

多种方式显示报警信息(如声音报警、文字报警、推画面报警)；

过滤报警：用户可以根据报警等级过滤报警；或者按照专业、车站、设备等划分，支持不同的设备和系统的报警可以推送到不同的操作站；

确认报警信息：报警信息一经产生，操作员须快速识别和确认，报警信息可以单条确认也可以多条确认或全部确认，或通知相关人员处理报警信息；

报警闭锁：支持2种方式闭锁报警：单独闭锁和部分闭锁。操作员使用报警闭锁功能，抑制无意义报警信息，减少不必要的干扰。

SCADA系统对于发生的报警，将报警信息存入报警信息数据库，方便用户查询和打印。历史报警查询界面，支持按照子站、专业、报警级别和设备分类查询报警信息，查询的结果在打印机上可以打印。

       历史报警查询界面一次只能进行一个搜索操作。当开始新的搜索时，之前的搜索结果就不再保留。但是，历史报警查询界面支持并发搜索机制，用户可以同时调出多个历史报警查询界面，每个查询界面都可以保留自己的搜索结果。此外，在不同的客户端上可以同时打开历史报警查询界面，每个程序可以采用自己的设置。

虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但它们并不是用来限定本发明，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明之精神和范围内，自当可作各种变化或润饰，但同样在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种基于SCADA系统的智能报警系统，其特征在于，包括报警组态模块、实时报警服务进程模块和报警图形界面监控模块，其中：

报警组态模块实现用户自定义各种报警配置的接口，用户通过报警组态程序自定义报警等级、报警类型、报警格式、报警源、报警处理方式、报警统计汇总和报警联动的相关配置；

实时报警服务进程模块在SCADA系统正常运行时工作于后台，负责监视系统中报警源的状态变化，并执行报警的触发、报警信息的解析、多台客户端报警同步和报警信息入库的操作；

报警图形界面监控模块向调度员提供了实时报警可视化界面和历史报警信息查询界面，所述实时报警可视化界面动态地显示了系统启动以来各条报警信息的内容，以及用户对其做出的响应，所述历史报警查询界面支持按照子站、专业、报警级别和设备分类查询报警信息。

2.根据权利要求1所述的一种基于SCADA系统的智能报警系统，其特征在于， 

所述报警等级和报警类型包括颜色和声音配置，不同等级的配置不同的颜色显示报警文本信息，严重等级的报警信息可配置声音报警，声音报警包括报警声音文件、报警音量大小、报警声音是否重复播放、报警声音重复播放的时间间隔；

所述报警格式即在产生报警信息时，报警信息的文本内容，包括报警故障发生的时间、地点、名称和说明；

所述报警源是指用户根据需要为重要和感兴趣的数据点配置报警；

所述报警处理方式，包括对于用户感兴趣的报警信息在实时报警界面显示，重要的报警信息配置实时打印，严重的报警信息配置为弹出报警对话框或者推画面设置； 

所述报警统计汇总是指相关的报警源注册到报警统计汇总对象上，统计与其关联的报警源是否存在未确认的报警、指示出最严重的报警等级，报警统计汇总对象可统一操作与其关联的所有报警源；

所述报警联动是指报警源发生报警后，就会发送一个联动信号，触发相关联动操作，对相关设备进行控制。

3.根据权利要求1所述的一种基于SCADA系统的智能报警系统，其特征在于，所述实时报警服务进程模块监视报警源的状态，如果报警源状态发生变化，实时报警服务器进程模块根据报警组态程序配置的相关报警格式产生该报警源的报警信息，并对报警信息进行解析，如果是由正常操作非事故产生的报警信息则不需要在报警配置界面显示，但需要将报警信息存入报警信息数据库；如果是故障产生的报警信息，则报警信息不仅要存入报警信息数据库，还要同步发送到所有登录客户端的报警列表。

4.根据权利要求3所述的一种基于SCADA系统的智能报警系统，其特征在于，所述报警信息同步发送到所有登录客户端的报警列表后，用户根据各自设置的报警过滤准则刷新实时报警可视化界面，包括三种处理结果：显示该报警，更新该报警和不显示该报警。

5.根据权利要求3所述的一种基于SCADA系统的智能报警系统，其特征在于，所述报警信息如果配置了实时打印设置，则实时报警服务进程模块会将该报警信息发送给相关的打印机进行打印；如果报警信息配置了联动操作，则实时报警服务进程模块会触发相关联动命令，执行关联的联动操作。

6.根据权利要求1所述的一种基于SCADA系统的智能报警系统，其特征在于，所述实时报警可视化界面包括显示报警信息、过滤报警、确认报警信息和报警闭锁；

所述显示报警信息方式包括声音报警、文字报警和推画面报警；

所述过滤报警是指用户可根据报警等级过滤报警，不同的设备和系统的报警可推送到不同的操作站；

所述确认报警信息指当报警信息产生，操作员须快速识别和确认，所述确认报警信息支持单条确认，多条确认或全部确认；

所述报警闭锁用于抑制无意义报警信息，所述报警闭锁支持单独闭锁和部分闭锁。

7.根据权利要求1所述的一种基于SCADA系统的智能报警系统，其特征在于，所述历史报警查询界面一次只能进行一个搜索操作。