CN207380871U - 一种基于子系统划分的火电机组实时报警监控系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于子系统划分的火电机组报警监控系统，包括依次与DCS系统连接的数据采集单元、数据单向隔离单元和数据处理单元，所述数据处理单元通过通信单元与报警单元连接，所述报警单元包括用户监控界面以及声光报警装置，所述声光报警装置与所述用户监控界面连接，所述数据单向隔离单元包括用于数据接收的第一以太网光纤卡、用于数据发送的第二以太网光纤卡以及连接在两者之间的光纤线。该系统可实现对整个或局部生产过程整体运行性能的监控，为生产过程的报警信息监控提供保障；一旦出现报警信息，工作人员可通过用户监控界面实时获知报警测点的生产过程位置等信息，有利于加快报警情况处理速度，提高生产质量、减少企业损失。

Description

一种基于子系统划分的火电机组实时报警监控系统

技术领域

本实用新型涉及火力发电技术领域，具体的说，是涉及一种基于子系统划分的火电机组实时报警监控系统。

背景技术

报警监控是确保火电机组安全生产、高效运行的核心基础，如果不能及时发现报警信息并处理报警所对应的异常状况，则可能导致机组非计划停机等生产事故。然而，现有的报警系统普遍存在报警信息过多的问题，根据已有的公开统计结果，电力工业的24小时报警次数高达2000余次。在大量的报警信息中，90％以上的报警信息都是虚假的报警信息，不代表出现了真正的异常状况。由于存在大量的报警信息，致使DCS报警列表更新速度非常快，使得运行人员难以从报警列表中捕捉与确认有效的报警信息，直接导致了运行人员基本只关注设置有光子牌的报警变量，忽略了其他90％以上的报警测点监控信息，从而给火力发电机组的安全生产和高效运行埋下隐患。与此同时，现有的报警列表无法直观展示整个生产过程或局部生产过程的当前报警数量等信息，不利于运行人员对生产过程的整体感知，特别是导致运行人员无法觉察局部或整个生产过程处于不安全或低效的运行状态，严重影响了火力发电机组的经济效益与社会效益。

目前，DCS监控系统已经在流程工业领域得到了广泛的应用，特别是在火力发电领域内的应用，大幅度提高了火力发电机组的自动化水平和生产安全性。DCS监控系统通过自身的报警功能，实现了对生产过程中过程变量的有效实时监控，从而保证了火力发电机组生产过程的安全性和经济性。

火力发电过程需实时监控大量的过程变量，例如，300兆瓦火电机组设置报警的监控变量个数一般在2000个以上，当监控的过程变量超出报警阈值范围时，报警系统产生报警信息，使得运行人员能够及时发现与处理生产过程可能出现的异常状况。目前的DCS报警系统采用报警列表的方式展示实时的报警信息，报警列表的更新周期为1秒，运行人员可通过报警列表观测到报警测点的状态变化以及报警发生时刻等信息；同时，也有火力发电机组通过DCS系统改造，针对部分重要的监控变量，设置了光字牌报警。由于直观展示界面空间的限制，光字牌报警设置数量一般都在100个以内，运行人员通过报警列表或光字牌发现报警信息后，及时做出相应的处理操作，以达到确保生产安全的目的，但该报警监控方式的局限性依然很大。

实用新型内容

本实用新型为了解决上述问题，提出了一种基于子系统划分的火电机组报警监控系统，该系统可实现对整个生产过程或局部生产过程整体运行性能的有效监控，克服了现有的报警系统报警列表更新速度快、无法直接查看近期一段时间内报警信息等缺陷，同时针对重要报警测点直接给出对应的过程趋势，有助于操作员对报警进行判断，明显提高了报警准确度，为生产过程的报警信息监控提供了有效的保障；此外，一旦出现报警信息，工作人员可通过用户监控界面第一时间获知报警测点的生产过程位置，并通过趋势曲线分析该报警的触发原因，加快了报警情况处理速度，有利于减少企业损失和提高生产安全性。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种基于子系统划分的火电机组报警监控系统，包括依次与DCS系统连接的数据采集单元、数据单向隔离单元和数据处理单元，所述数据处理单元通过通信单元与报警单元连接，所述报警单元包括用于人机交互的用户监控界面以及声光报警装置，所述声光报警装置与所述用户监控界面连接，数据采集单元将自DCS系统采集到的数据信息通过数据单向隔离单元传送至数据处理单元处，数据处理单元对数据进行报警计算处理后将结果通过报警单元进行显示和存储，一旦出现数据超标，报警单元则启动声光报警，并在用户监控见面上显示具体的报警信息，以便工作人员及时查找报警测点，了解报警的具体情况；所述数据单向隔离单元包括用于数据接收的第一以太网光纤卡、用于数据发送的第二以太网光纤卡以及连接在两者之间的光纤线，通过一方单向接收、一方单向发送，实现了对数据的单向隔离。

进一步的，所述数据采集单元包括数据采集卡，所述数据采集卡对DCS系统内的过程数据信息进行等时间间隔采集，并将采集到的数据信息通过所述通信单元传送至所述数据单向隔离单元处，所述数据单向隔离单元将接收到的数据信息通过所述通信单元传送至所述数据处理单元进行数据的处理。

进一步的，所述用户监控界面为多个，主监控界面既显示光字牌报警变量以及部分高优先级报警变量的报警信息，还显示各个子系统的报警统计信息。子系统监控界面既展示该子系统的所有实时报警信息，还展示该系统中高优先级报警监控测点的实时趋势曲线。所述用户监控界面之间相互关联，可进行任意切换，工作人员可通过任意一个用户监控界面对当前整个系统的报警测点信息进行查看。

进一步的，所述用户监控见面包括显示器，优选的，该显示器采用触屏显示器，方便人员操作。

进一步的，对所述DCS系统监控的过程变量，以其所属生产过程阶段为主要依据，以过程变量相对应的报警信号相关性大小为辅助依据，将其划分为多个子系统，每个所述子系统内均设有至少一个报警变量。

进一步的，所述数据处理单元包括中央处理器、存储器、缓存器、数据输入端口及数据输出端口，所述存储器、缓存器、数据输入端口和数据输出端口均与所述中央处理器连接，所述中央处理器用于处理由数据采集单元采集到的监控测点的数据信息，将采集到的数据信息和其对应的报警阈值进行对比，并输出对比结果。

进一步的，所述声光报警装置包括报警灯及蜂鸣器，所述报警灯可显示不同的颜色等级，所述蜂鸣器具有多个音量等级。

优选的，所述通信单元包括数据连接线及路由器或其他无线信号收发器。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

(1)本实用新型通过将DCS系统所监控的报警测点划分为多个子系统，实现了整个生产过程报警测点的区域化与系统化监控，提高了报警信息的实效性。

(2)本实用新型可实现对整个生产过程或局部生产过程整体运行性能的有效监控，使得生产运行人员能够实时、有效地观测当前及当前一段时间内的报警信息，克服了现有的报警系统报警列表更新速度快、无法直接查看近期一段时间内的报警信息的缺陷，为生产过程的报警信息监控提供了有效的保障；

(3)本实用新型实时对报警测点进行监控，一旦出现报警信息，工作人员可通过用户监控界面直观获知报警测点的生产过程位置，并初步分析报警原因，同时根据报警单元的报警等级进行处理排序，加快了报警情况处理速度，有利于减少企业损失、提高生产安全性。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的限定。

图1是本实用新型的结构连接图；

其中：1-DCS系统，2-数据采集单元，3-数据单向隔离单元，4-数据处理单元，5-路由器，6-报警单元，7-用户监控界面，8-声光报警装置。

具体实施方式：

下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步说明。

应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

正如背景技术中所提到的，现有的报警监控系统存在报警信息过多、误报率低、报警信息处理不及时等问题，有鉴于此，本申请提出了上述技术方案，该方案的一个具体实施例为：

一种基于子系统划分的火电机组报警监控系统，包括依次与包括多个子系统的DCS系统1连接的数据采集单元2、数据单向隔离单元3和数据处理单元4，所述数据处理单元4通过通信单元中的路由器5与报警单元6连接，所述报警单元6包括用于人机交互的用户监控界面7以及声光报警装置8，所述声光报警装置8与所述用户监控界面7连接，数据采集单元2将自DCS系统1采集到的数据信息通过数据单向隔离单元3传送至数据处理单元4处，数据处理单元4对数据信息进行处理后将处理结果通过报警单元6进行显示和存储，一旦出现数据超标，报警单元6则启动声光报警，并在用户监控见面7上显示具体的报警信息，以便工作人员及时查找报警测点，了解报警的具体情况；所述数据单向隔离单元3包括用于数据接收的第一以太网光纤卡、用于数据发送的第二以太网光纤卡以及连接在两者之间的光纤线，通过一方接收、一方发送，实现了对数据的单向隔离。

所述数据采集单元2包括数据采集卡，所述数据采集卡对DCS系统1内的参数信息进行等时间间隔采集，具体的，数据采集卡每隔1秒进行一次数据采集，并将采集到的数据信息通过所述通信单元传送至所述数据单向隔离单元3处，所述数据单向隔离单元3将接收到的数据信息通过所述通信单元传送至所述数据处理单元4进行数据的处理。

所述用户监控界面7为多个，且各个所述用户监控界面7之间相互并联，工作人员可通过任意一个用户监控界面7对测点信息进行监控。

所述用户监控见面7包括显示器，优选的，该显示器采用触屏显示器，方便人员操作。

所述数据处理单元4中，对DCS系统监控的过程变量以生产阶段为主要依据分为多个子系统，对于生产阶段所属不显著的过程变量，或可以划分到多个子系统的过程变量，采用报警相似度分析的方法确定其与每一个子系统的报警相关性数值，然后将不确定报警测点划分到取最大报警相关性的子系统中，每个所述子系统内均设有至少一个报警变量。

所述数据处理单元4包括中央处理器、存储器、缓存器、数据输入端口及数据输出端口，所述存储器、缓存器、数据输入端口和数据输出端口均与所述中央处理器连接，所述中央处理器用于处理由数据采集单元2采集到的监控测点的数据信息，将采集到的数据信息和其对应的报警阈值进行对比，并输出对比结果。

所述声光报警装置8包括报警灯及蜂鸣器，所述报警灯可显示黄、橙、红三个等级，所述蜂鸣器具有对应的三个音量等级，分别对应高优先级、中优先级和低优先级的报警信息显示。同时，用户监控界面7也会将具体的报警情况进行显示，具体的报警情况包括报警测点的位置、名称、描述、报警阈值、当前数值、报警持续的时长、报警测点的实时趋势曲线等，以便工作人员可根据该声光报警装置的报警情况结合用户监控界面显示的报警信息，判断报警测点的紧急程度。

工作人员还可以与用户监控界面7进行人机交互，人机交互界面主要由子系统监控界面与全系统监控界面组成。全系统监控界面主要监控光子牌报警变量以及部分高优先级报警变量，其底部显示有各个子系统的报警情况发生次数及报警级别，点击各个子系统的报警统计信息窗口，可跳转到相应的子系统报警监控界面。子系统报警监控界面中具有对应各个报警测点的实时监控信息及部分报警的相关测点实时数据趋势曲线。

所述用户监控界面7上同时具有报警确认按钮，当出现误报警或干扰报警时，按下报警确认按钮进行报警动作的取消。

所述通信单元包括数据连接线及路由器或其他无线信号收发器，实现该系统中各个单元之间的有线或无线的连接。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。

Claims (8)

1.一种基于子系统划分的火电机组报警监控系统，其特征在于：包括依次与DCS系统连接的数据采集单元、数据单向隔离单元和数据处理单元，所述数据处理单元通过通信单元与报警单元连接，所述报警单元包括用于人机交互的用户监控界面以及声光报警装置，所述声光报警装置与所述用户监控界面连接，所述数据单向隔离单元包括用于数据接收的第一以太网光纤卡、用于数据发送的第二以太网光纤卡以及连接在两者之间的光纤线。

2.根据权利要求1所述的一种基于子系统划分的火电机组报警监控系统，其特征在于：所述数据采集单元包括数据采集卡，所述数据采集卡对DCS系统内的参数信息进行等时间间隔采集，并将采集到的数据信息通过所述通信单元传送至所述数据单向隔离单元处，所述数据单向隔离单元将接收到的数据信息通过所述通信单元传送至所述数据处理单元进行数据的处理。

3.根据权利要求1所述的一种基于子系统划分的火电机组报警监控系统，其特征在于：所述用户监控界面为多个，且各个所述用户监控界面之间相互并联。

4.根据权利要求3所述的一种基于子系统划分的火电机组报警监控系统，其特征在于：所述用户监控界面包括显示器。

5.根据权利要求1所述的一种基于子系统划分的火电机组报警监控系统，其特征在于：所述DCS系统监控过程变量按生产阶段被划分为多个子系统，每个所述子系统内均设有至少一个报警测点。

6.根据权利要求1所述的一种基于子系统划分的火电机组报警监控系统，其特征在于：所述数据处理单元包括中央处理器、存储器、缓存器、数据输入端口及数据输出端口，所述存储器、缓存器、数据输入端口和数据输出端口均与所述中央处理器连接。

7.根据权利要求1所述的一种基于子系统划分的火电机组报警监控系统，其特征在于：所述声光报警装置包括报警灯及蜂鸣器，所述报警灯可显示不同的颜色等级，所述蜂鸣器具有多个音量等级。

8.根据权利要求1所述的一种基于子系统划分的火电机组报警监控系统，其特征在于：所述通信单元包括数据连接线及路由器或其他无线信号收发器。