生產異常實時監管系統

摘要：

隨著信息化的發展，未來的趨勢必將是互聯網與工廠生產緊密聯合。“生產異常實時監管系統”系統就是秉承著這個原則，將“工業安全”與移動互聯網結合起來。實時數據庫系統集成了全公司的生產工藝數據、公用工程數據、設備運行數據，構成了海量的數據基礎，同時隨著總部移動應用平臺建設，也具備了移動應用建設的技術基礎。

生產異常實時監管系統基于實時數據庫和移動互聯技術建立，對生產過程中的報警、生產隱患等事件實現在線監測，并即時推送到不同的管理崗位，為安全隱患處理贏得時間，同時跟蹤和監督事件的處理過程，強化對安全生產的分層管理，為工廠本質安全提供技術支撐。

關鍵詞：生產異常，監控，安全，系統

1系統架構

1.1系統總體架構

系統在應用模式上突破了傳統的客戶端/服務器模式，采用專門的移動應用程序，真正實現不受時空限制的信息推送。即“生產異常實時監管系統”不僅實現了報警向預警的功能升級，而且實現跨越互聯網的安全監管方式，為各級管理者提供全天候跨地域的數據服務。系統總體架構圖如下圖所示：

圖 1系統架構圖

1.2系統技術架構

技術架構從底層至頂層分別是：數據源層、數據庫接口層、事件引擎層、應用服務層、信息展示層。

1、數據源層

關系數據庫，Oracle、SQL Server或其它主流關系型數據庫。

實時數據庫，InfoPlus.21、PI、PHD或其它主流實時數據庫。

2、數據庫接口層

數據庫接口層分別完成對關系數據庫和實時數據庫的接口封裝，實現應用程序的解耦，使上層應用可屏蔽不同數據庫之間的差異。

3、事件引擎層

事件引擎層提供算法庫、模型庫以及模型計算引擎，是生產預報警平臺的核心處理層，并提供引擎的調度、計算及處理。

4、應用服務層

應用服務層，包括：建模組態服務、事件分級推送服務、事件記錄統計分析服務、事件處理跟蹤服務。應用平臺中可以使用目前較為先進、成熟的技術，例如：組件化視圖、通用業務組件、對外數據服務等等一系列軟件架構，支持面向不同層面的數據綜合應用。

5、信息展示層

信息展示層，是企業數據應用和展示的平臺，分別為PC端和移動端，以多種先進的展示方式和多維度對生產預報警進行展示、統計分析、便于挖掘數據的隱含價值。

生產異常實時監管系統的技術架構如下圖所示：

圖2 生產異常實時監管系統技術架構

1.3系統部署架構

本系統的數據基礎是實時數據庫，為了系統運行的可擴充性，采用分布式部署，由三臺服務器完成系統的主要服務功能：1）數據存儲服務器，主要用于本系統所產生的數據的存儲，包含基礎數據、事件模型、事件記錄、處理指導庫等;2）WEB服務器，用戶與系統間的交互接口，提供web服務和API服務，用戶通過該服務與系統進行交互;3）應用服務器，負責與數據源通訊、模型的解釋和運行，產生事件記錄。

公司內部的PC直接通過局域網訪問系統，由應用服務器提供交互服務和事件提醒。手機端通過internent訪問系統。

為了保障系統安全，internet上的機器不能直接訪問內網的系統服務器，通過區域中心實現網絡隔離，區域中心設置一臺云主機，外網系統只能訪問該服務器提供對外服務。

生產異常實時監管系統的系統部署架構如下圖所示：

圖3系統部署架構圖

2.系統的主要功能如下：

（1）實時數據異常報警：系統設置了監測實時數據瞬時值超標、瞬時值連續10分鐘超標、10分鐘均值超標、小時均值超標報警，并將報警信息通過手機微信和短信方式即時分級推送到不同的管理崗位，例如：瞬時值報警信息推送給設備工程處電儀工程師、生產裝置工藝技術人員、在線儀表運維人員，小時均值超標報警信息推送給公司級主管領導。實現了環保異常數據的實時監管。

（2）實時數據異常預警：系統中建立了單參數預警模型和異常事件預警模型。單參數預警是對數據變化趨勢異常的預判，包含不變預警、速率預警、波動預警，可以在報警之前提前預警、提前處理。異常事件預警模型是對特定事件的預警模型，是依據操作規程、事故匯編、實際操作經驗實現的對多個參數、多個監測方法的組合應用。

（3）閉環管理：為了確實達到實時監管的效果，每個崗位收到事件后都必須響應，以表示已經注意到異常事件，并正在進行跟蹤處理。上級崗位可以看到下級崗位的響應狀態，如果下級沒有響應，在移動應用中可以直接拔打電話向相關崗位進行詢問和提醒。

重要報警事件要求用戶在規定時間內輸入原因和處理方法，原因和處理方法被系統記錄并積累，可以作為下次事件處理的處理指導。

（4）統計分析：系統對事件記錄提供了豐富的查詢統計功能，可以從不同的緯度進行統計分析，基于歷史記錄分析，可以發現生產裝置的薄弱環節。除了對單一事件的提醒需求外，對于生產管理人員特別是高層次的管理人員，更需要對生產的整體狀況有所了解，系統提供自定義報表功能，可以把自己關心的報警頻次、時長等統計信息組織為綜合事件，進行推送。

（5）移動應用

系統不僅支持傳統的PC應用，更支持正在蓬勃發展的移動應用。相比一般的短信應用，移動應用提供了更豐富的信息和更好的用戶體驗，在獲取異常信息的同時可以進行進一步的關聯分析。

在移動端可以實現事件提醒、事件查詢、事件分析和事件統計功能。

流程圖和趨勢圖均可通過移動應用進行展示，隨時隨地掌握了解生產情況，隨時隨地掌握生產動態情況。

3.結語

生產異常監管系統上線后，使公司安全管理得到極大的提升。實現了異常不遺漏，過程有監督，處理可追溯，問題早發現，真正實現了工廠本質安全。

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作者簡介：高洪銳，單位：中國石油化工股份有限公司滄州分公司，

職稱：工程師，研究方向：信息系統管理