CN114546686A - 基于消息流实时采集设备可定义事件和状态的方法及系统 - Google Patents

基于消息流实时采集设备可定义事件和状态的方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开的一种基于消息流实时采集设备可定义事件和状态的方法及系统，将测点的数值变化消息流实时加工转化为设备事件和状态消息。通过建立设备事件模型，保证对需要跟踪的设备事件和状态的定义和处理判断逻辑，通过对测点的实时数值的消息监听，实时判断可自定义业务逻辑的设备事件条件，并产生设备记录和设备事件消息。通过对测点数据实时逐条分析从而保证了设备事件记录的实时性、连续性和完整性，将设备事件和设备状态有机结合，低了系统处理压力，提供了高效根据测点数值实时采集设备运行事件和状态的快速通用实现，提高了业务处理的数据的准确性和反应速度。为基于设备事件的业务处理提供了准确可靠的数据基础。

Description

基于消息流实时采集设备可定义事件和状态的方法及系统
技术领域
本发明涉及工业控制技术领域，具体为一种基于消息流实时采集设备可定义事件和状态的方法及系统。
背景技术
工业领域中通过传感器DCS测点实时传递测点的数值，广泛用于对生产运行环境的检测监控，可以通过组态图等工具实时展示当前生产环境的运行情况。
现实中往往需要从测点数据进行更多的分析，例如分析测点所反映的设备运行状况。设备运行状况中就包含了设备的运行状态和事件。通过对测点数据的数值捕获设备的运行状态和事件，可以进一步分析设备的使用情况，运行分析、故障分析，延长寿命。从而对设备进行运行优化、故障处理、报警预警、可靠性分析、寿命管理、检修管理等。这些也要求对事件和状态处理的实时性和可靠性。
目前常见的对设备状态的判断方法是判断开关量测点的数值，这样设备某一状态的数量就被限制2种，极大的限制了设备状态的分析。而对设备事件的处理常常是定时轮询查询测点的当前值，这样就无法保证设备事件的实时性，也无法保证设备事件的准确性和完整性。这对于某些业务的要求例如运行报警等来说是具有极大危害的。同时由于忽略了轮询周期之间的数据，会造成瞬时事件的缺失，从而导致事件之间没有关联性。目前这样的实现也导致事件和状态之间没有直接的关联。从而无法进行更多的高级分析。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种基于消息流实时采集设备可定义事件和状态的方法及系统，适配于各种工业企业需要对设备的事件和状态及时获取的场景。
本发明是通过以下技术方案来实现：
一种基于消息流实时采集设备可定义事件和状态的方法，包括以下步骤：
定义设备的事件触发前置状态、事件触发后置状态以及事件触发的逻辑条件，构建设备事件模型；
将设备事件的相关测点数据加入测点订阅列表，通过流式处理框架，实现相关测点数据的实时分析，当相关测点数值发生变化时，实时判断设备事件条件，当满足事件触发的逻辑条件时，则触发设备事件并将设备事件记录和发送。
优选的，所述逻辑条件为测点数据逻辑条件计算表达式。
优选的，根据事件触发的逻辑条件将引起事件变化的相关测点加入到测点订阅监听队列，从而通过DSC的OPC UA或者实时数据库的订阅接口中获取相关测点的数据。
优选的，当事件条件满足，触发设备事件时，同时记录当前设备状态。
优选的，所述设备事件包括瞬时事件和持续事件；
瞬时事件则设定事件触发的逻辑条件、设备的事件前置状态和设备的事件后置状态；
持续事件则设定事件开始的逻辑条件、事件结束的逻辑条件、设备的事件前置状态、设备的事件过程状态和设备的事件后置状态。
优选的，所述设备事件模型中还包括设备名称和设备编号。
基于消息流实时采集设备可定义事件和状态的方法的系统，包括，
设备事件模型，用于定义设备的事件触发前置状态、事件触发后置状态以及事件触发的逻辑条件；
流式处理模块，将设备事件的相关测点数据消息流通过流式处理，实现相关测点数据的实时逐条分析；
事件处理模块，将测点数据带入事件定义条件表达式进行判断，当满足事件触发的逻辑条件时，则触发设备事件并将设备事件记录和发送。
一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现基于消息流实时采集设备可定义事件和状态的方法的步骤。
一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现所述基于消息流实时采集设备可定义事件和状态的方法的步骤。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明提供的一种基于消息流实时采集设备可定义事件和状态的方法，将测点的数值变化消息流实时加工转化为设备事件和状态消息。通过建立可自定义逻辑判断表达式的设备事件模型，保证对需要跟踪的设备事件和状态的定义和处理判断逻辑，通过对测点的实时数值的消息监听，实时获取测点数值的变化，并对事件条件进行判断，产生设备记录和设备事件消息。通过测点数据实时逐条分析从而保证了设备事件记录的实时性、连续性和完整性，将设备事件和设备状态有机结合，低了系统处理压力，提供了高效根据测点数值实时采集设备运行事件和状态的快速通用实现，提高了业务处理的数据的准确性和反应速度。为基于设备事件的业务处理提供了准确可靠的数据基础。
附图说明
图1为本发明一种基于消息流实时采集设备可定义事件和状态的方法的流程图；
图2为本发明一种基于消息流实时采集设备可定义事件和状态的方法中的瞬时事件、持续事件和状态的关联关系；
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。
参阅图1和2，一种基于消息流实时采集设备可定义事件和状态的方法，包括以下步骤：
步骤1、构建设备事件模型
S1、选择需要进行事件跟踪的设备，添加需要跟踪的设备状态类型。
S2、选择该设备添加需要捕捉的事件。包括所属设备、名称、事件类型等。事件类型分为瞬时事件和持续事件。
对于瞬时事件需要设定事件触发条件的测点逻辑表达式、事件前置状态、事件后置状态。
对于持续事件需要设定事件触发开始条件的测点逻辑表达式、事件触发结束条件的测点逻辑表达式、事件前置状态、事件中状态、事件后置状态等信息。
对一个事件来说如果设置绑定了前置状态、则也需要设置绑定事件中状态、后置状态。事件的前置状态、事件中状态、事件后置状态可以相同也可以不同。如果设置了前置状态，则前置状态作为事件判断的条件。
步骤2、启动该设备事件的捕捉并对数据进行流实处理。
S2.1、设定该配置好的事件捕获启动，分析该事件触发的测点逻辑表达式，根据测点逻辑表达式将相关测点加入数据监听器的测点订阅监听列表。
S2.1、实时运行的数据监听器收到监听列表中的测点数值变化消息，则将测点的数据通知给该测点对应的一个或者多个事件对应的事件处理模块进行处理判断。
步骤3、事件处理模块根据接收到的测点数据，判断事件条件表达式。如果满足事件条件，则记录设备事件记录，发送设备事件消息。事件需要被缓存作为下一时刻判断的条件校验。
在事件的处理中需要注意同一事件同一时间点多个测点数据变化的事件排重。
本发明公开的一种基于消息流实时采集设备可定义事件和状态的方法，通过建立设备事件模型，保证对需要跟踪的设备事件和状态的定义和处理判断逻辑，通过对测点的实时数值的消息监听，实时判断可自定义业务逻辑的设备事件条件，并产生设备记录和设备事件消息。保证了设备事件记录的实时性、连续性和完整性，将设备事件和设备状态有机结合，低了系统处理压力，提供了高效根据测点数值实时采集设备运行事件的快速通用实现，提高了业务处理的数据的准确性和反应速度。为基于设备事件的业务处理提供了准确可靠的数据基础。
实施例1
在发电生产环境中遇到的一个常见情况是，机组停机分为计划停机和非计划停机。计划停机是按照检修或者运行计划，在指定时间逐步停机。而非计划停机是机组发生重大故障继续运行可能带来威胁，快速切断机组负载。对非计划停机的事件的准确捕获，对于分析故障原因有及其重要的作用。不仅可以及时发送非计划停机通知给相关负责人，对问题后果及时处理，也可以根据故障时间点，向前分析系统运行参数，查找问题原因。
针对机组的计划停机和非计划停机，可以指定出计划停机和非计划停机2种跟踪事件。在具体的使用中可以针对机组，制定与这两个事件相关的状态。机组计划停机是一个持续事件，前置状态是“运行”、过程状态是“计划停机中”、后置状态是“停机”。非计划停机是一个瞬时事件，前置状态是“运行”、后置状态是“停机”。
选择指定的机组比如#1机组(该机组额定功率1000MW)，针对#1机组添加计划停机事件，设定事件的测点条件表达式。起始条件N1DCS_Load.value<300&&N1DCS_LoadRate.value<5(#1机组负荷小于300MW并且负荷变化率小于5％)，起始前置状态“运行”。结束条件N1DCS_Load.value<1(#1机组负荷接近0)，后置起始前置状态“停机”。再添加非计划停机事件N1DCS_LoadRate.value>500&&N1DCS_Load.value(负荷变化率大于500)。
将#1机组计划停机事件和非计划停机事件加入启动侦听。
对于#1机组计划停机事件，当N1DCS_Load或者N1DCS_LoadRate这两个测点数值发生变化时，消息监听器接收到数据源发出测点数值消息，就会调用事件处理机,处理计划停机事件判断。事件处理机发现缓存的上一时刻机组状态为“运行”，则进入该事件条件判断检查测点数值，当发现N1DCS_Load数值小于300并且N1DCS_LoadRate<5，则#1机组计划停机事件开始条件成立，保存#1机组计划停机事件，写入记录时间(本事件2个测点数值对应时间最大值)、事件、状态：2021-10-10 10:20:10、#1机组计划停机开始、计划停机中。并通过消息总线发送该事件记录消息。同时缓存#1机组的状态“计划停机中”。当后续测点N1DCS_Load数值小于1，此时#1机组的状态“计划停机中”，则满足计划停机事件结束。保存N1机组计划停机事件，写入记录时间(本事件2个测点数值对应时间最大值)、事件、状态：2021-10-10 10:50:50、#1机组计划停机结束、停机。并通过消息总线发送该事件记录消息。同时缓存#1机组的状态“停机”。
有了#1机组计划停机事件记录可以被设备可靠性管理统计作为#1机组的计算依据。
对于#1机组非计划停机事件，当N1DCS_Load或者N1DCS_LoadRate这两个测点数值发生变化时，消息监听器接收到数据源发出测点数值消息，就会调用事件处理机,处理非计划停机事件判断。事件处理机发现缓存的上一时刻机组状态为“运行”，则进入该事件条件判断检查测点数值，当发现N1DCS_Load数值小于1并且N1DCS_LoadRate数值大于500。则#1机组非计划停机事件开始条件成立，保存#1机组计划停机事件，写入记录时间(本事件2个测点数值对应时间最大值)、事件、状态：2021-12-10 11:30:10、#1机组非计划停机、停机。并通过消息总线发送该事件记录消息，同时缓存#1机组的状态“停机”。
报警系统通过监听设备事件就可以第一时间立刻发送“2021-12-1011:30:10#1机组非计划停机”的报警通知给相关负责人，进行工作处理。
该方法和系统，可以方便的从DCS或者实时数据库中把原始测点的数值简单的转化为可自定义业务逻辑的设备的事件和状态数据，实时性高，对设备的事件捕获简单方便。为基于设备事件的报警、通知、故障分析等应用提供了高可靠方法。
下述为本发明的装置实施例，可以用于执行本发明方法实施例。对于装置实施例中未披露的细节，请参照本发明方法实施例。
基于消息流实时采集设备可定义事件和状态的方法的系统，包括，
设备事件模型，用于定义设备的事件触发前置状态、事件触发后置状态以及事件触发的逻辑条件；
流式处理模块，将设备事件的相关测点数据消息流通过流式处理，实现相关测点数据的实时逐条分析；
事件处理模块，将测点数据带入事件定义条件表达式进行判断，当满足事件触发的逻辑条件时，则触发设备事件并将设备事件记录和发送。
本发明实施例中对模块的划分是示意性的，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理器中，也可以是单独物理存在，也可以两个或两个以上模块集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。
本发明再一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备包括处理器以及存储器，所述存储器用于存储计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，所述处理器用于执行所述计算机存储介质存储的程序指令。处理器可能是中央处理单元(CentralProcessing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital SignalProcessor、DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable GateArray，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等，其是终端的计算核心以及控制核心，其适于实现一条或一条以上指令，具体适于加载并执行计算机存储介质内一条或一条以上指令从而实现相应方法流程或相应功能；本发明实施例所述的处理器可以用于基于消息流实时采集设备可定义事件和状态的方法的操作。
本发明再一个实施例中，本发明还提供了一种存储介质，具体为计算机可读存储介质(Memory)，所述计算机可读存储介质是计算机设备中的记忆设备，用于存放程序和数据。可以理解的是，此处的计算机可读存储介质既可以包括计算机设备中的内置存储介质，当然也可以包括计算机设备所支持的扩展存储介质。计算机可读存储介质提供存储空间，该存储空间存储了终端的操作系统。并且，在该存储空间中还存放了适于被处理器加载并执行的一条或一条以上的指令，这些指令可以是一个或一个以上的计算机程序(包括程序代码)。需要说明的是，此处的计算机可读存储介质可以是高速RAM存储器，也可以是非不稳定的存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。可由处理器加载并执行计算机可读存储介质中存放的一条或一条以上指令，以实现上述实施例中有关基于消息流实时采集设备可定义事件和状态的方法的相应步骤。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (9)

1.一种基于消息流实时采集设备可定义事件和状态的方法，其特征在于，包括以下步骤：
定义设备的事件触发前置状态、事件触发后置状态以及事件触发的逻辑条件，构建设备事件模型；
将设备事件的相关测点数据加入测点订阅列表，通过流式处理框架，实现相关测点数据的实时分析，当相关测点数值发生变化时，实时判断设备事件条件，当满足事件触发的逻辑条件时，则触发设备事件并将设备事件记录和发送。
2.根据权利要求1一种基于消息流实时采集设备可定义事件和状态的方法，其特征在于，所述逻辑条件为测点数据逻辑条件计算表达式。
3.根据权利要求1一种基于消息流实时采集设备可定义事件和状态的方法，其特征在于，根据事件触发的逻辑条件将引起事件变化的相关测点加入到测点订阅监听队列，从而通过DSC的OPC UA或者实时数据库的订阅接口中获取相关测点的数据。
4.根据权利要求1一种基于消息流实时采集设备可定义事件和状态的方法，其特征在于，当事件条件满足，触发设备事件时，同时记录当前设备状态。
5.根据权利要求1一种基于消息流实时采集设备可定义事件和状态的方法，其特征在于，所述设备事件包括瞬时事件和持续事件；
瞬时事件则设定事件触发的逻辑条件、设备的事件前置状态和设备的事件后置状态；
持续事件则设定事件开始的逻辑条件、事件结束的逻辑条件、设备的事件前置状态、设备的事件过程状态和设备的事件后置状态。
6.根据权利要求1一种基于消息流实时采集设备可定义事件和状态的方法，其特征在于，所述设备事件模型中还包括设备名称和设备编号。
7.一种权利要求1-6任一项所述的基于消息流实时采集设备可定义事件和状态的方法的系统，其特征在于，包括，
设备事件模型，用于定义设备的事件触发前置状态、事件触发后置状态以及事件触发的逻辑条件；
流式处理模块，将设备事件的相关测点数据消息流通过流式处理，实现相关测点数据的实时逐条分析；
事件处理模块，将测点数据带入事件定义条件表达式进行判断，当满足事件触发的逻辑条件时，则触发设备事件并将设备事件记录和发送。
8.一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至6任一项所述基于消息流实时采集设备可定义事件和状态的方法的步骤。
9.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6任一项所述基于消息流实时采集设备可定义事件和状态的方法的步骤。
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