CZ20041080A3 - Diagnostický monitorovací systém pro vcasnou výstrahu obsluze, zvláste v prumyslových provozech - Google Patents

Abstract

Diagnostický monitorovací systém prubezne monitoruje vybraný soubor charakteristických vstupních promenných (A11, A12,.....A51) - predstavujících spolehlivosti merených analogových a/nebo binárních údaju z bezných provozních mericích obvodu v prumyslovém provozu. Jejich prubezným vyhodnocováním zjistuje prekrocení ci vymizení stanovených mezí. Soucasne probíhá on-line pravdepodobnostní výpoctové ocenení váznosti výzvy ke sledované provozní události z techto údaju s vyuzitím on-line statistické simulace stavu vývoje - cílové hypotézy - dynamického deje monitorované události pro objektivní kvantifikaci povahy a míry rozvoje monitorované události. Ta se pak prubezne zobrazuje na informacním displeji rízeného objektu formou akumulované informace na úrovni okamzité globální informace a závaznosti a povaze výzvy k monitorované události, stavové informace a parametrové polygonální informace. Systém vyuzívá pokrocilý pravdepodobnostní model a vyuzívá on-line statistickou simulaci v reálném case.

Description

Diagnostický monitorovací systém pro včasnou výstrahu obsluze, zvláště v průmyslových provozech

Oblast techniky

Vynález se týká diagnostického monitorovacího systému, určeného k poskytnutí 5 včasné komplexní informace obsluze, zvláště v průmyslových provozech při vzniku přechodových dějů, na bázi pokročilého pravděpodobnostního modelu s akumulovanou znalostí zkušeného operátora.

Současny stav techniky

V současnosti se zprostředkování informací obsluhám v řídicích obslužných centrech 10 průmyslových provozů o závažném stavu řízeného objektu uskutečňuje především poskytováním poruchových světelných a zvukových signalizací (alarmů) generovaných obvykle systémem řízení alarmů, který předává alarmy obsluze pracovní stanice standardního informačního počítačového systému. Tento systém umožňuje obsluze kontrolovat provoz řízeného objektu a kvitovat (potvrdit) alarmy, které mají vztah k 15 poruchám technologického zařízení a poruchám zařízení automatických systémů řízení technologického procesu (ASŘ TP). Obsluha pracovní stanice musí reagovat na každou jednotlivou poruchovou signalizaci jejím odkvitováním. Touto činností obsluha potvrzuje (a potvrzení je archivováno), že si je vědoma dané poruchové signalizace a podle typu a «Β. » priority (např. poplach, výstraha s ochranou, výstraha) poruchové signalizace proved^ odpovídající technologické zásahy.

Dalšími informačními zdroji obvykle bývají pevné zvukové nebo obrazové alarmy o činnostech ASŘ TP, zvukové a světelné signalizace prvopříčin o činnostech (zásahu) ochranných a bezpečnostních systémů, a rovněž informace z technologických nebo velkoplošných displejů počítačového informačního systému. Na výzvu (pevnou nebo aktualizovanou volbu) jsou výše uvedené informační zdroje podle potřeb obsluh doplňovány grafickým zobrazováním vybraných důležitých procesních parametrů, obvykle v kartézských souřadnicích v reálném čase, přičemž závisle proměnné veličiny jsou znázorňovány ve víceosém uspořádání.

Souhrnně výše uvedené informační prostředky poskytují obsluhám v řídicích centrech průmyslových provozů informace s cílem mj. průběžně sledovat správnou odezvu zařízení průmyslového provozu na vznik abnormální situace (poruchové odpojení zařízení, systému, • ·

• · · · ·· · · · · · prvku) a usnadnit případný korekční řídicí ruční zásah v situacích, kdy dochází k dílčímu selhání prostředků automatického řízení technologických procesů. Při rychlých přechodových procesech v průmyslových provozech (vyvolaných náhlým odpojením technologického zařízení - např. turbín, napáječek v energetických provozech, kompresorů v chemickém provozu nebo ventilátorů v klimatizačních komplexech apod.) bývá i pro vysoce kvalifikovanou obsluhu v řídicích centrech těchto provozů velmi nesnadné se rychle a správně orientovat v průběhu probíhajícího rychlého přechodového děje po jeho náhlém neočekávaném vzniku.

Hlavní průvodní nevýhpdou popsaného současného stavuje, že kvalifikovaná obsluha řídicích center je při rychlých přechodových dějích v průmyslových provozech zpočátku zahlcena množstvím výstupních informací, které generují dostupné informační zdroje. Vzhledem ke složitosti a rychlosti probíhajících procesů jsou obvykle při těchto dějích řídicí centra značně přehlcena alarmy a velkým množstvím průvodních generovaných světelných a zvukových signalizací. V dané situaci je pro obsluhu průmyslového provozu objektivně prakticky nemožné se rychle a správně orientovat v probíhajícím rychlém přechodovém ději, očekává se však a je obvyklé, že při nezvládnutí přechodového děje prostředky automatického řízení je průmyslový provoz uveden automatickým zásahem limitačních, ochranných či zabezpečovacích systémů do bezpečného stabilního stavu. Z hlediska úrovně obslužných dozorovacích činností v řídicích centrech je však žádoucí, aby i v případě dílčího selhání zařízení, zejména při kumulaci vícenásobných závislých či nezávislých poruch, komplikovaných dějích, nebo dějích doprovázených absencí činnosti limitačních resp. ochranných systémů, byl průmyslový provoz v uvedených situacích spolehlivě a včas obsluhami odstaven ve chvíli, kdy je to nezbytně nutné a naopak nebyl zbytečně vyřazen obsluhami z činnosti v nepřehledných situacích, kdy to objektivně naopak nutné není. V prvém případě je žádoucí uskutečnit včasný obslužný úkon a odvrátit závažnější následky, například předejít poškození investičně náročných provozních celků, ohrožení bezpečnosti obsluh, ve druhém případě naopak, na základě adekvátně podporovaného rozhodovacího procesu uváženě zachovat provoz zařízení, a tak docílit vyšší disponibility průmyslového provozu.

Podstata vynálezu

Vynález si klade za cíl odstranit uvedenou hlavní nevýhodu dosavadního způsobu zprostředkování informací z technologického procesu obsluhám v průmyslových provozech • · • · · · · • · · · · · • · · · · ··· • · · · · • · · · · · při vzniku rychlých přechodových dějů, přičemž uvedeného cíle se dosahuje diagnostickým monitorovacím systémem pro včasnou výstrahu podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že průběžným monitorováním vybraného souboru charakteristických vstupních proměnných, představujících spolehlivosti měřených analogových a/nebo binárních údajů zběžných provozních měřicích obvodů v průmyslovém provozu a jejich průběžným vyhodnocováním, se zjišťuje překročení či vymizení stanovených mezí, přičemž současně probíhá on-line pravděpodobnostní výpočtové ocenění vážnosti výzvy ke sledované provozní události z těchto údajů s využitím on-line statistické simulace stavu vývoje - cílové hypotézy - dynamického děje monitorované události pro objektivní kvantifikaci pováhy a míry rozvoje monitorované události, která se průběžně zobrazuje na informačním displeji řízeného objektu formou akumulované informace na úrovni okamžité globální informace o závažnosti a povaze výzvy k monitorované události, stavové informace a parametrové polygonální informace.

Diagnostický monitorovací systém pro včasnou výstrahu podle vynálezu umožňuje kvalifikovaným obsluhám složitých průmyslových provozů při vzniku a průběhu rychlých přechodových dějů získat včas komplexní dynamickou informaci o průběhu monitorované události a tím umožnit řídit proces kontroly průběhu rychlého děje, neboť poskytuje vyšší úroveň odvozené - dynamické - informace o průběhu rychlého přechodového děje ve vztahu k monitorované události (vybranému stavu zařízení, systému, prvku) aktuálním zobrazením toho, zda povaha výzvy k monitorované události sílí - nabývá na významu, ' «a nebo naopak pomíjí - ztrácí na významu.

Další účinek diagnostického monitorovacího systému pro včasnou výstrahu podle vynálezu spočívá vtom, že představuje jednoduchý, přesný, spolehlivý a věrohodný podpůrný prostředek pro včasné a rychlé rozhodování obsluhy při kontrole průběhu rychlého děje v průmyslovém provozu, zejména za účelem včas odstavit zařízení, systém či průmyslový provoz z činnosti při komplikovaném průběhu přechodových procesů a předejít tak závažnějším, například bezpečnostním následkům, zachovat zařízení, systém, či průmyslový provoz v činnosti při komplikovaných dějích, kdy jinak, bez využití navrhovaného řešení diagnostického systému, při ztrátě kontroly člověka nad průběhem komplikovaného procesu, je zařízení, systém či průmyslový provoz vynuceně vyřazováno z činnosti, a zabránit tak zbytečným ekonomickým ztrátám.

• 9 9 9 9 9

999 99···

9 9 9 9

99« 99 9

Přehled obrázků na výkresech

Další výhody a účinky vynálezu jsou patrny z připojených výkresů, kde značí obr. 1 schematický příklad zapojení souboru běžných provozních měřicích obvodů, resp. čidel v průmyslovém provozu pro průběžné monitorování jejich charakteristických. vstupních 5 proměnných All, A12,....A51 v pokročilém pravděpodobnostním modelu, představujících spolehlivost měřených analogových a/nebo binárních údajů a pro jejich průběžné vyhodnocování z hlediska překročení či vymizení stanovených mezí snímaných hodnot, se schematickým vyznačením mezilehlých uzlů pokročilého pravděpodobnostního modelu pro účely pravděpodobnostní cílové hypotézy a k objektivní kvantifikaci povahy a míry rozvoje 10 monitorované události, obr.2 schematické rozvržení průběžného zobrazování akumulovaných informací z řízeného objektu na informačním displeji, a to na úrovni okamžité globální informace o závažnosti a povaze výzvy k monitorované události, stavové informace a parametrové polygonální informace.

Příklad provedení vynálezu

Diagnostický monitorovací systém pro včasnou výstrahu průběžně monitoruje vybraný soubor charakteristických vstupních proměnných All, A12,....A51 - představujících v podstatě funkce spolehlivosti měřených analogových a/nebo binárních údajů zběžných provozních měřicích obvodů v průmyslovém provozu a jejich průběžným vyhodnocováním zjišťuje překročení či vymizení stanovených mezí, přičemž současně probíhá’on-line pravděpodobnostní výpočtové ocenění vážnosti výzvy ke sledované provozní události z těchto údajů s využitím on-line statistické simulace stavu vývoje - cílové hypotézy dynamického děje monitorované události pro objektivní kvantifikaci povahy a míry rozvoje monitorované události, která se pak průběžně zobrazuje na informačním displeji řízeného objektu formou akumulované informace na úrovni okamžité globální informace o závažnosti a povaze výzvy k monitorované události, stavové informace a parametrové polygonální informace.

Systém jev podstatě založen na pokročilém pravděpodobnostním modelu a využívá on-line statistickou simulaci v reálném čase a podle příkladu provedení (obr.l) prostřednictvím mezilehlých uzlů Cl až Cl4..., průběžně, svyužitím on-line statistické simulace, vyhodnocuje hodnotu P(CH) - pravděpodobnost cílové hypotézy C5 pro objektivní kvantifikaci povahy a míry rozvoje monitorované události. Pravděpodobnostní model nepracuje přímo s analogovými a/nebo binárními hodnotami, ale se spolehlivostmi, • · ·· * · · ··· • ·· · ··· -· · · · • · · ··· ···· • ··· · ····«· φ··· • · ······ ···· ·· ··· ·· ·· · resp. s funkcemi spolehlivosti, které jsou současně s těmito hodnotami snímány, resp. z nich odvozovány.

Celkovým informačním výstupem diagnostického monitorovacího systému je tedy tzv. informace do hloubky, nesoucí komplexní, koncentrovanou a objektivizovanou 5 odbornou výpověď o závažnosti (povaze) výzvy k monitorované události a jejích symptomech, a která je průběžně zobrazovaná ve třech úrovních pomocí modulu dynamického sledování události, přičemž zmíněná globální úroveň zobrazení (zobrazuje se povaha výzvy) zahrnuje: úroveň bez výzvy, základní výzva, vážná výzva a extrémní výzva, jako výstup on-line pokročilého pravděpodobnostního hodnocení, tedy zobrazení výsledku on-line pravděpodobnostního hodnocení.

Stavová úroveň zobrazení - zobrazuje se Alarm 1 až X, jako aktuální stav dosažení nebo vymizení charakteristických mezí na vstupu pokročilého pravděpodobnostního modelu ve vztahu k monitorované události.

Parametrová úroveň zobrazení - zobrazuje relevantní parametry PÍ až PX a jejich 15 aktuální digitální hodnoty v systematickém dispozičním polygoniálním uspořádání.

Informace do hloubky obsahuje objektivizovanou odbornou výpověď, kvantifikovanou aktuální povahou výzvy k monitorované události, která sílí když se provozní situace při přechodovém ději zhoršuje, resp. pomíjí v případě, že se provozní situace při přechodovém ději zlepšuje a přechodový děj ztrácí na významu.

Průmyslová využitelnost

Uplatnění tohoto vynálezu v průmyslovém provozu umožní udržovat v každém časovém okamžiku názorný dynamický pohled na vybrané procesy, resp. technologické uzly při rychlých dějích, zkrátit dobu nutnou k souběžnému zpracování - sledování - více informací obsluhou průmyslového provozu a zlepšit odezvu obou činitelů, člověka i řízeného objektu. V důsledku tohoto souladu činností je zvyšována bezpečnost a spolehlivost průmyslového provozu. Systém podle vynálezu, pro včasnou výstrahu obsluhy v průmyslovém provozu, je zvláště aplikovatelný na provoz jaderných elektráren, kdy řeší otázku poskytnutí spolehlivé, přesné, rychlé, komplexní a koncentrované informační podpory obsluze jaderné elektrárny při řízení přechodových procesů reaktorového bloku tím, že poskytuje obsluze dynamický pohled na průběh řízené a obsluhou kontrolované vybrané ·· · události, aby se dosáhlo vyšší úrovně bezpečnosti reaktorového bloku a jeho vyšší disponibility k výrobě elektrické energie.

'ΡνΆο'γ-1^30

Claims (1)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   Diagnostický monitorovací systém pro včasnou výstrahu obsluze, zvláště v průmyslových provozech, vyznačující se tím, že průběžným monitorováním vybraného 5 souboru charakteristických vstupních proměnných (All, A12,....A51) - představujících spolehlivosti měřených analogových a/nebo binárních údajů z běžných provozních měřicích obvodů v průmyslovém provozu a jejich průběžným vyhodnocováním, se zjišťuje překročení či vymizení stanovených mezí, přičemž současně probíhá on-line pravděpodobnostní výpočtové ocenění vážnosti výzvy ke sledované provozní události 10 z těchto údajů s využitím on-line statistické simulace stavu vývoje dynamického děje monitorované události pro objektivní kvantifikaci povahy a míry rozvoje monitorované události, která se průběžně zobrazuje na informačním displeji řízeného objektu formou akumulované informace na úrovni okamžité globální informace o závažnosti a půvaze výzvy k monitorované události, stavové informace a parametrové polygonální informace.