兼容多个DCS系统的自动化监控平台和方法与流程

allin2025-02-18  68


本技术涉及计算机,特别涉及一种兼容多个dcs系统的自动化监控平台和方法,可用于数据安全交换共享平台。


背景技术:

1、在现代工业生产中,为了提高生产效率、保障生产安全以及优化资源配置,广泛采用了dcs(distributed control system,分布式控制系统)。这些系统负责监控和控制工业过程中的各个环节,包括但不限于化工、石油、电力、冶金和制药等行业。随着工业4.0和智能制造的发展,对dcs系统的集成度、数据处理能力以及实时响应速度提出了更高的要求。

2、目前,不同厂商的dcs系统可能采用不同的通信协议和数据格式,导致系统集成和数据交换存在障碍。同时目前dcs系统无法及时发现制造设备的潜在风险,从而降低了生产效率以及生产安全。


技术实现思路

1、本技术实施例提供了一种兼容多个dcs系统的自动化监控平台。为了对披露的实施例的一些方面有一个基本的理解,下面给出了简单的概括。该概括部分不是泛泛评述,也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围。其唯一目的是用简单的形式呈现一些概念,以此作为后面的详细说明的序言。

2、第一方面,本技术实施例提供了一种兼容多个dcs系统的自动化监控平台,平台包括:

3、多个dcs系统、工业软件以及制造设备,工业软件包括软件基础配置中心;其中,多个dcs系统分别与工业软件以及制造设备通信连接;其中,

4、工业软件,用于通过软件基础配置中心,针对每个dcs系统的通讯软件适配预设标准通讯协议,以消除不同dcs系统的通讯软件的通讯差异;

5、dcs系统,用于收集制造设备的实时数据,对实时数据进行通讯校验处理,得到设备运行数据,并根据设备运行数据,对制造设备进行实时预警以及作用切除,以及通过适配的预设标准通讯协议将设备运行数据发送至工业软件;

6、工业软件,还用于通过适配的预设标准通讯协议接收每个dcs系统发送的设备运行数据,并根据设备运行数据,对制造设备的运行状态进行监控。

7、可选的,根据设备运行数据,对制造设备进行实时预警以及作用切除,包括:

8、预处理设备运行数据,得到标准化设备运行参数序列;

9、根据标准化设备运行参数序列与预设设备运行参数序列,对制造设备进行预警处理,得到预警结果,预设设备运行参数序列是基于历史运行数据确定的;

10、基于预警结果,筛选出标准化设备运行参数序列中预警等级大于等于预设阈值的标准化设备运行参数,得到多个目标参数;

11、从制造设备中,识别每个目标参数对应的设备功能节点;

12、对每个目标参数对应的设备功能节点进行作用切除。

13、可选的,标准化设备运行参数序列中每个标准化设备运行参数携带属性信息,预设设备运行参数序列中每个预设设备运行参数携带属性信息;

14、根据标准化设备运行参数序列与预设设备运行参数序列,对制造设备进行预警处理,得到预警结果,包括:

15、根据属性信息,将标准化设备运行参数序列与预设设备运行参数序列进行配对,以获取相同属性信息下的标准化设备运行参数和预设设备运行参数;

16、将每组配对成功的相同属性信息下的标准化设备运行参数和预设设备运行参数进行比较,以确定相同属性信息下的标准化设备运行参数和预设设备运行参数之间的差值的绝对值;

17、基于每个绝对值的大小,从预先建立的绝对值与预警等级之间的映射关系中,获取对应的预警等级,得到每个标准化设备运行参数的预警等级;

18、将每个标准化设备运行参数的预警等级作为对制造设备进行预警的预警结果。

19、可选的,根据标准化设备运行参数序列与预设设备运行参数序列,对制造设备进行预警处理,得到预警结果,包括:

20、将标准化设备运行参数序列与预设设备运行参数序列输入预先训练的预警模型中,以对制造设备进行预警处理;预先训练的预警模型是基于历史设备运行参数集与待处理网络参数进行机器学习得到的,待处理网络参数是分析预警模型中的全部网络参数与特征序列的相关性得到的,特征序列是基于历史设备运行参数集得到的;

21、输出标准化设备运行参数序列中每个标准化设备运行参数对应的预警等级;

22、将每个标准化设备运行参数对应的预警等级作为对制造设备进行预警的预警结果。

23、可选的,按照以下步骤生成预先训练的预警模型,包括:

24、收集制造设备在预设时间段内正常运行和异常运行下的设备运行参数,得到历史设备运行参数集;

25、基于预设设备运行参数序列,对历史设备运行参数集中各参数标注用于表征预警等级的等级标签,得到携带标签的历史设备运行参数集;

26、采用神经网络,创建预警模型;

27、将携带标签的历史设备运行参数集进行特征转换,得到特征序列;

28、遍历预警模型中的全部网络参数;

29、分析特征序列与全部网络参数之间的相关性,以确定出全部网络参数中与特征序列的相关的待处理网络参数;

30、根据历史设备运行参数集与待处理网络参数,训练预警模型,得到预先训练的预警模型。

31、可选的,历史设备运行参数集中每个历史设备运行参数携带属性信息,预设设备运行参数序列中每个预设设备运行参数携带属性信息;

32、基于预设设备运行参数序列,对历史设备运行参数集中各参数标注用于表征预警等级的等级标签,包括:

33、根据属性信息,将历史设备运行参数集与预设设备运行参数序列进行配对,以获取相同属性信息下的历史设备运行参数和预设设备运行参数;

34、将每组配对成功的相同属性信息下的历史设备运行参数和预设设备运行参数进行比较,以确定相同属性信息下的历史设备运行参数和预设设备运行参数之间的差值的绝对值;

35、基于每个绝对值的大小,从预先建立的绝对值与预警等级之间的映射关系中,获取对应的预警等级,得到每个历史设备运行参数的预警等级标签;

36、采用每个历史设备运行参数的预警等级标签,对历史设备运行参数集中各参数标注用于表征预警等级的等级标签。

37、可选的,根据历史设备运行参数集与待处理网络参数,训练预警模型,得到预先训练的预警模型,包括:

38、根据待处理网络参数,构建第一矩阵以及第二矩阵,第一矩阵包括与神经网络中原始权重矩阵的列相关参数,第二矩阵包括与神经网络中原始权重矩阵的行相关参数;

39、根据历史设备运行参数集,训练第一矩阵以及第二矩阵的矩阵参数,得到预警模型的损失值;

40、在预警模型的损失值到达最小时,生成预先训练的预警模型;或者,在预警模型的损失值未到达最小时,将损失值进行传播,以更新预警模型的模型参数,并继续执行根据历史设备运行参数集,训练第一矩阵以及第二矩阵的矩阵参数的步骤。

41、可选的,损失值的计算函数为:

42、

43、其中,l为损失值,为历史设备运行参数集的样本数量,为单个历史设备运行参数的损失值,,为前向传播函数,为历史设备运行参数集中每个历史设备运行参数,为第一矩阵,为第二矩阵,为神经网络的原始权重矩阵,为预测值,为历史设备运行参数集中每个历史设备运行参数的用于表征预警等级的等级标签。

44、可选的,根据设备运行数据,对制造设备的运行状态进行监控,包括:

45、预处理设备运行数据;

46、聚合预处理后的设备运行数据,得到聚合的设备运行数据;

47、使用预设图表可视化组件对聚合的设备运行数据进行可视化处理,得到制造设备的设备状态的状态可视化趋势图;

48、展示状态可视化趋势图,以对制造设备的运行状态进行监控。

49、第二方面,一种兼容多个dcs系统的自动化监控方法,方法包括:

50、工业软件通过软件基础配置中心,针对每个dcs系统的通讯软件适配预设标准通讯协议,以消除不同dcs系统的通讯软件的通讯差异;

51、dcs系统收集制造设备的实时数据,对实时数据进行通讯校验处理,得到设备运行数据,并根据设备运行数据,对制造设备进行实时预警以及作用切除,以及通过适配的预设标准通讯协议将设备运行数据发送至工业软件;

52、工业软件通过适配的预设标准通讯协议接收每个dcs系统发送的设备运行数据,并根据设备运行数据,对制造设备的运行状态进行监控。

53、在本技术实施例中,一方面,工业软件通过软件基础配置中心针对每个dcs系统的通讯软件适配预设的标准通讯协议,通过适配预设的标准通讯协议,消除了不同dcs系统间的通讯差异,实现了数据的无缝集成和交换,使得数据可以顺畅地在系统之间流动,提高了整个制造过程的自动化和信息化水平。另一方面,dcs系统收集制造设备的实时数据,进行通讯校验处理,得到设备运行数据,并根据这些数据进行实时预警以及作用切除,通过实时监控和预警系统,可以及时发现设备的异常状态,并通过作用切除机制防止风险进一步扩大,减少了停机时间和生产中断,从而提升了生产效率以及生产安全。

54、应当理解的是,以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的,并不能限制本技术。


技术特征:

1.一种兼容多个dcs系统的自动化监控平台,其特征在于,所述平台包括:

2.根据权利要求1所述的平台,其特征在于,所述根据所述设备运行数据,对所述制造设备进行实时预警以及作用切除,包括:

3.根据权利要求2所述的平台,其特征在于,所述标准化设备运行参数序列中每个标准化设备运行参数携带属性信息,所述预设设备运行参数序列中每个预设设备运行参数携带属性信息;

4.根据权利要求2所述的平台,其特征在于,所述根据所述标准化设备运行参数序列与预设设备运行参数序列,对所述制造设备进行预警处理,得到预警结果,包括:

5.根据权利要求4所述的平台,其特征在于,按照以下步骤生成预先训练的预警模型,包括:

6.根据权利要求5所述的平台,其特征在于,所述历史设备运行参数集中每个历史设备运行参数携带属性信息,所述预设设备运行参数序列中每个预设设备运行参数携带属性信息;

7.根据权利要求5所述的平台,其特征在于,所述根据所述历史设备运行参数集与所述待处理网络参数,训练所述预警模型,得到预先训练的预警模型,包括:

8.根据权利要求7所述的平台,其特征在于,所述损失值的计算函数为:

9.根据权利要求1所述的平台,其特征在于,所述根据所述设备运行数据,对所述制造设备的运行状态进行监控,包括:

10.一种兼容多个dcs系统的自动化监控方法,其特征在于,所述方法包括:


技术总结
本申请公开了一种兼容多个DCS系统的自动化监控平台和方法,该平台包括:多个DCS系统、工业软件以及制造设备;工业软件用于针对每个DCS系统的通讯软件适配预设标准通讯协议;DCS系统收集制造设备的实时数据,对实时数据进行通讯校验处理,得到设备运行数据,根据设备运行数据,对制造设备进行实时预警以及作用切除,通过适配的预设标准通讯协议将设备运行数据发送至工业软件;工业软件通过适配的预设标准通讯协议接收每个DCS系统发送的设备运行数据,根据设备运行数据,对制造设备的运行状态进行监控。因此,采用本申请实施例,可避免系统集成和数据交换存在障碍,同时能够及时发现制造设备的潜在风险,从而提升了生产效率以及生产安全。

技术研发人员:王克飞,徐超,应春红,应立锋
受保护的技术使用者:蒲惠智造科技股份有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/10/31
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