CN105005278B - 一种对dcs控制参数数据进行采集和计算分析的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种对DCS控制参数数据进行收集和分析的方法，尤其是涉及一种对DCS控制参数数据进行采集和计算分析的方法。其主要是解决现有技术所存在的只对DCS数据进行采集，但不采取一定的分析计算方法，使得采集的数据库庞大，而且杂乱，数据不易于分析，达不到数据采集的目的等的技术问题。本发明对各控制参数划分区域，并对各区域设置正常运行条件表，给每个控制参数定义正常控制模式，使用OPC接口对每个控制参数的数据进行采集，利用数据库语言对所有数据进行分析计算，对平均绝对百分偏差值数据进行二次分析，计算短时间内平均绝对百分偏差值的一个累计偏差量，当累计偏差量超过报警上下限值时，发生报警并邮件通知工程师。

Description

一种对DCS控制参数数据进行采集和计算分析的方法

技术领域

本发明涉及一种对DCS控制参数数据进行收集和分析的方法，尤其是涉及一种对DCS控制参数数据进行采集和计算分析的方法。

背景技术

目前，生产企业的现场控制自动化程度愈来愈高，对于DCS控制系统的依赖程度愈来愈高。如何监控DCS控制参数的有效正常运行，监控控制参数在较长一段时间内的控制波动情况，可及时、准确了解工艺和设备使用过程中的波动，帮助发现和解决问题。中国专利公开了一种DCS数据实时采集入计算机网的方法(公开号：CN1426001)，其包括DCS、安装有实时数据库的服务器，其特征在于：增设一个DCS接口，通过设置协议使得DCS与服务器通过网络实现数据的通讯、访问，数据采集具体采用如下步骤：①、开始计时；②、判断是否到采集数据的时间：没到，继续计时；到了，执行下一步；③、利用各DCS的特殊账号自动登录到相应的DCS，读取数据；④、对读取的数据进行筛选；⑤、实时数据库根据读取的数据自动更新数据库中数据，实现远程将DCS数据实时采集入计算机网；一台安装有实时数据库的服务器可以与多台DCS联网，每个DCS中只有历史站设置网关，并限制对DCS的操作数据的回写功能；实时数据库采用INFOPLUS21实时数据库，在INFOPLUS21服务器中利用SQLnet、ODBC以及INFOPLUS21的数据库链路，使用SQLplus语句直接将查询的结果送到INFOPLUS21数据库中；DCS可以是HoneyWell公司的TDC3000、ABB公司的MOD300或OCS。但是这种方法虽然采用OPC接口对DCS数据进行采集，但不采取一定的分析计算方法，使得采集的数据库庞大，而且杂乱，数据不易于分析，达不到数据采集的目的。

发明内容

本发明是提供一种对DCS控制参数数据进行采集和计算分析的方法，其主要解决现有技术所存在的只对DCS数据进行采集，但不采取一定的分析计算方法，使得采集的数据库庞大，而且杂乱，数据不易于分析，达不到数据采集的目的等的技术问题。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决：

本发明的一种对DCS控制参数数据进行采集和计算分析的方法，其特征在于所述的方法包括：

(1)根据工艺特点对各控制参数划分区域，并对各区域设置正常运行条件表；

(2)给每个控制参数定义正常控制模式；

(3)使用OPC接口对每个控制参数的数据进行采集，采集的数据有设定值SV、实测值PV、上限值SH、下限值SL、操作输出值MV、控制模式MODE，并输入到第一工厂数据库OPCDatabase中；

(4)利用数据库语言SQL，每天在固定时间对前一天的所有数据进行分析计算，并将计算结果写入第二工厂数据库PMDatabase中，计算方法为：

a.启动程序，将前一天的计算过程值和计算结果值归零，开始对当天的数据进行运算；

b.检索第一个控制参数开始计算，重置绝对百分偏差IAE，即IAE＝0，根据设置的区域正常运行条件表判断该控制参数所在区域是否处于正常生产中，如否，则跳过该条记录，重新执行步骤b进行下一条记录的计算；若是，则继续下一步骤；

c.判断该控制参数的控制模式是否处于被定义的正常控制模式下，如否，则跳过该条记录，重新执行步骤b进行下一条记录的计算；如是，则运算次数计数1次，并累计入NMCOUNT，并使用该条记录的PV、SV、SH、SL值，计算该条记录的绝对百分偏差IAE：

IAE＝(ABS(PV-SV)/(SH-SL))*100

d.并将该控制参数所有的绝对百分偏差IAE累计求和，得累计绝对百分偏差SUMIAE：

e.判断该控制参数一天中所有的数据是否计算完成，如否，则回到步骤b继续计算，直至一天中所有记录计算完成，如是，则继续下一步骤；

f.根据该控制参数1天的累计绝对百分偏差SUMIAE和总的运算次数NMCOUNT计算该控制参数1天平均绝对百分偏差值DAEPR，计算方法如下：DAEPR＝SUMIAE/NMCOUNT

当控制参数的实测值控制偏差增大时，即PV值对SV值的偏差增大时，DAEPR结果将增大。

g.将所有控制参数按照以上b-f的步骤进行计算，并将所有点的计算结果值DAEPR发送到第二工厂数据库PMDatabase中；

(5)对DAEPR数据进行二次分析，计算短时间内DAEPR的一个累计偏差量：

STAE_(n)＝(1/STDAYS)＊DAEPR+(STDAYS-1)/STDAYS＊STAE_(n-1)

STDAYS为累计时间，并对结果STAE设定报警上下限，当累计偏差量STAE超过报警上下限值时，发生报警并邮件通知工程师，当偶尔DAEPR出现偏差时，可能是由于维修或开停车导致，当问题持续发生时，STAE将逐渐增加，超过报警上下限时，将发生报警，通知工程师此问题确实存在，需要处理。

工程师对报警进行确认，调查、分析控制参数的控制过程，查找原因，及时解决问题，这样有利于问题的发现，并可减少每天浏览数据的时间，有效掌握DCS控制参数的控制运行情况。

作为优选，所述的步骤采集数据的频率为每分钟一次。

作为优选，所述的步骤5中的累计时间STDAYS为7天。

因此，本发明可利用OPC接口对DCS数据进行采集并写入数据库1中，再通过数据库语言SQL对每天收集的数据进行分析计算，并将结果写入数据库2中，对结果设定报警上下限，当发生报警时，邮件通知工程师，工程师接到通知后，通过对结果的分析，调查，可有效评估控制参数的控制情况，帮助发现和解决问题。

附图说明

附图1是本发明平均绝对百分偏差值DAEPR关于温度的示意图；

附图2是本发明对各控制参数的计算过程示意图；

附图3是本发明累计偏差量的数值示意图。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体说明。

实施例：本例是一种对DCS控制参数数据进行采集和计算分析的方法，以温度控制点TIC109为例，其步骤为：

(1)根据工艺特点对各控制参数划分区域，并对各区域设置正常运行条件表；

(2)给每个控制参数定义正常控制模式；

(3)使用OPC接口对温度控制点TIC109的数据进行采集，采集的数据有设定值SV、实测值PV、上限值SH、下限值SL、操作输出值MV、控制模式MODE，并输入到第一工厂数据库OPCDatabase中；

(4)利用数据库语言SQL，每天在固定时间对前一天的所有数据进行分析计算，并将计算结果写入第二工厂数据库PMDatabase中，计算方法为：

a.启动程序，将前一天的平均绝对百分偏差值DAEPR、累计计数NMOUNT、累计绝对百分偏差SUMIAE归零，开始对当天的数据进行计算；

b.检索TIC109的数据开始计算，重置绝对百分偏差IAE，即IAE＝0，根据设置的区域正常运行条件表判断该控制参数所在区域是否处于正常生产中，如否，则跳过该条记录，重新执行步骤b进行下一条记录的计算；若是，则继续下一步骤；

c.判断该控制参数的控制模式是否处于被定义的正常控制模式下，如否，则跳过该条记录，重新执行步骤b进行下一条记录的计算；如是，则运算次数计数1次，并累计计数NMCOUNT，并使用该条记录的PV、SV、SH、SL值，计算该条记录的绝对百分偏差IAE：

IAE＝(ABS(PV-SV)/(SH-SL))*100

d.并将该控制参数所有的绝对百分偏差IAE累计求和，得累计绝对百分偏差SUMIAE：

e.判断TIC109一天中所有的数据是否计算完成，如否，则回到步骤b继续计算，直至一天中所有记录计算完成，如是，则继续下一步骤；

f.根据TIC109一天的累计绝对百分偏差SUMIAE和累计计数NMCOUNT计算TIC109一天平均绝对百分偏差值DAEPR，计算方法如下：DAEPR＝SUMIAE/NMCOUNT

平均绝对百分偏差值DAEPR如图1所示，当TIC109的实测值PV较控制值SV偏差小时，DAEPR值小；当TIC109的实测值PV较控制值SV偏差大时，DAEPR值大。

g.将所有控制参数按照以上b-f的步骤进行计算，计算过程见图2，并将所有点的计算结果值DAEPR发送到第二工厂数据库PMDatabase中；

(5)对DAEPR数据进行二次分析，计算短时间内DAEPR的一个累计偏差量：

STAE_(n)＝(1/STDAYS)＊DAEPR+(STDAYS-1)/STDAYS＊STAE_(n-1)

STDAYS为累计时间，并对结果STAE设定报警上下限，当累计偏差量STAE超过报警上下限值时，发生报警并邮件通知工程师，如图3所示，当偶尔DAEPR出现偏差时，可能是由于维修或开停车导致，当问题持续发生时，STAE将逐渐增加，超过报警上下限时，将发生报警，通知工程师此问题确实存在，需要处理。

以上所述仅为本发明的具体实施例，但本发明的结构特征并不局限于此，任何本领域的技术人员在本发明的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本发明的专利范围之中。

Claims (1)

1.一种对DCS控制参数数据进行采集和计算分析的方法，其特征在于所述的方法包括：

(1)根据工艺特点对各控制参数划分区域，并对各区域设置正常运行条件表；

(2)给每个控制参数定义正常控制模式；

(3)使用OPC接口对每个控制参数的数据进行采集，采集的数据有设定值SV、实测值PV、上限值SH、下限值SL、操作输出值MV、控制模式MODE，并输入到第一工厂数据库OPCDatabase中；

(4)利用数据库语言SQL，每天在固定时间对前一天的所有数据进行分析计算，并将计算结果写入第二工厂数据库PMDatabase中，计算方法为：

a.启动程序，将前一天的计算过程值和计算结果值归零，开始对当天的数据进行运算；

b.检索第一个控制参数开始计算，重置绝对百分偏差IAE，即IAE＝0，根据设置的区域正常运行条件表判断该控制参数所在区域是否处于正常生产中，如否，则跳过该条记录，重新执行步骤b进行下一条记录的计算；若是，则继续下一步骤；

c.判断该控制参数的控制模式是否处于被定义的正常控制模式下，如否，则跳过该条记录，重新执行步骤b进行下一条记录的计算；如是，则运算次数计数1次，并累计入NMCOUNT，并使用该条记录的PV、SV、SH、SL值，计算该条记录的绝对百分偏差IAE：

IAE＝(ABS(PV-SV)/(SH-SL))*100

d.并将该控制参数所有的绝对百分偏差IAE累计求和，得累计绝对百分偏差SUMIAE：

<mrow> <mi>S</mi> <mi>U</mi> <mi>M</mi> <mi>I</mi> <mi>A</mi> <mi>E</mi> <mo>=</mo> <munderover> <mi>&amp;Sigma;</mi> <mrow> <mi>i</mi> <mo>=</mo> <mn>1</mn> </mrow> <mrow> <mi>N</mi> <mi>M</mi> <mi>C</mi> <mi>O</mi> <mi>U</mi> <mi>N</mi> <mi>T</mi> </mrow> </munderover> <msub> <mi>IAE</mi> <mi>i</mi> </msub> </mrow>

e.判断该控制参数一天中所有的数据是否计算完成，如否，则回到步骤b继续计算，直至一天中所有记录计算完成，如是，则继续下一步骤；

f.根据该控制参数1天的累计绝对百分偏差SUMIAE和总的运算次数NMCOUNT计算该控制参数1天平均绝对百分偏差值DAEPR，计算方法如下：DAEPR＝SUMIAE/NMCOUNT

g.将所有控制参数按照以上b-f的步骤进行计算，并将所有点的计算结果值DAEPR发送到第二工厂数据库PMDatabase中；

(5)对DAEPR数据进行二次分析，计算短时间内DAEPR的一个累计偏差量：

STAE_(n)＝(1/STDAYS)＊DAEPR+(STDAYS-1)/STDAYS＊STAE_(n-1)

STDAYS为累计时间，并对结果STAE设定报警上下限，当累计偏差量STAE超过报警上下限值时，发生报警并邮件通知工程师，当偶尔DAEPR出现偏差时，可能是由于维修或开停车导致，当问题持续发生时，STAE将逐渐增加，超过报警上下限时，将发生报警，通知工程师此问题确实存在，需要处理。