綜合監控系統設備狀態統計功能研究范文

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摘要：基于監控系統平臺，提出一種參數合成的設備模型建模方法，根據設備參數獲得實時狀態，并利用狀態結果對設備的運行情況進行實時統計，統計的內容包括狀態時長統計和變位次數統計。實時統計不僅增強統計結果的實時性，還方便技術人員及時了解現場設備的運行狀態，對于提高城市軌道交通常用設備的精細化管理水平具有重要意義。

關鍵詞：城市軌道交通；綜合監控系統；設備模型；運行狀態；實時統計

引言

城市軌道交通綜合監控系統（ISCS）通過采用先進的計算機技術和控制技術實現城市軌道交通控制系統的集成化、數字化和智能化，大大提高了城市軌道交通運營的安全性和高效性，已成為當前城市軌道交通控制系統中的首選方案。ISCS系統是各系統中設備數量最多的系統，如何有效管理、高效使用、提高維護效率、降低人為干涉是各城市地鐵通車后面臨的一大難題。針對這個問題，綜合監控系統通過實時提供全線設備的運營狀態和重要報警信息，并向維護人員提供設備動作次數、運行時長、故障統計等維護保養數據，是一個有效的解決辦法。然而目前的綜合監控系統往往只能對設備的運行維保數據進行離線統計，缺乏實時統計功能，不能及時地讓維護人員了解最新信息，同時基于單個測點的離線統計功能也有統計誤差，造成統計結果不準確。針對這些問題，文章首先給出一種基于參數合成的設備建模方法，通過設備參數值合成設備狀態值，然后對設備狀態進行實時統計，獲得設備運行狀態的實時統計結果，并將其應用到實際的綜合監控系統，最后得出結論。

1基于參數合成的設備狀態模型

在綜合監控系統中，機電設備的實際運行狀態往往由多個參數共同決定，包括運行狀態、停止狀態、故障狀態等。當表示設備運行的參數較多時，設備的運行狀態不容易確定。而在實際運行中，由于采集設備出現問題或者狀態接點出現問題，還可能出現多個參數的狀態值同時為1的矛盾現象，對設備運行狀態監視和運行狀態信息的統計都會造成影響。以環境與設備監控系統（BAS）里面的機電設備為例，表示電梯運行狀態的參數包括上行、下行、故障和停止，表示變頻風機運行狀態的參數包括變頻運行、工頻運行、變頻停止、工頻停止、變頻故障和工頻故障。當設備包含參數較多時，如果單獨針對某個狀態參數進行運行時長統計，會因為多個狀態出現重疊而導致結果失準。如果單獨針對某個狀態變化統計狀態變化次數時，會因為表示同一狀態的參數較多而出現統計誤差。針對這個問題，本文提出了基于參數合成的設備狀態模型分析方法，該方法基于設備參數獲得設備模型并得到合成狀態值，然后利用設備狀態對照表獲得最終狀態。具體方法如下：首先利用設備參數組建設備模型，該設備模型需要包含所有能夠表示設備狀態的參數信息，然后利用這些參數的具體狀態值，通過給定算法，計算出設備合成狀態。在定義設備模型同時也定義設備狀態對照表，設備狀態對照表包含設備狀態值和該狀態的一些設定信息。基于獲得的設備合成狀態值，在設備狀態對照表里查找該值對應的狀態，可確定設備的最終狀態。通過設備狀態模型分析方法對設備的狀態進行合成，解決了設備狀態二義性的問題，由此獲得的設備狀態實時監視結果也會更加準確。基于參數合成的設備狀態模型分析方法如圖1所示。結合ISCS系統里面BAS系統的電扶梯具體解釋基于參數合成的設備狀態模型含義。在實際的綜合監控系統中，電扶梯的運行狀態參數包括上行、下行、故障、停止。因此，配置實際的電扶梯設備模型時首先定義電扶梯的設備模型，它的最終狀態將由上述4個運行參數合成，同時定義電扶梯的設備狀態對照表，電扶梯的實際狀態為運行、停止、故障、無效4種。表1給出電扶梯狀態模型的實例，當上行狀態為1、其他狀態都為0時，此時設備的合成狀態值為1，表示運行；當下行狀態為1、其他狀態都為0時，此時設備的合成狀態值為2，表示運行；當停止狀態為1、其他狀態為0的時，此時設備的合成狀態值為4，表示停止；當故障狀態為1時，此時設備的合成狀態值為8，表示故障；當上行和下行都為1時，此時設備的合成狀態值為3，表示無效。基于這個模型，電扶梯可能出現的合成狀態值為0-15，其中運行狀態對應的值為1、2，停止狀態對應的值為4，故障狀態對應的值8-15，無效狀態對應的值為0、3、5-7。綜上所述，可以得出采用基于參數合成的設備狀態模型優點，主要包括以下幾點。（1）設備相關參數清晰：建立設備狀態模型，可以對設備包含的所有參數進行全面了解，能夠快速對設備出現的問題進行定位和分析。（2）設備狀態的唯一性：建立設備狀態模型，可以避免因為部分參數出現錯誤而導致狀態的不確定，例如當故障和運行同時出現時，可以將其確定為故障狀態，而不是2種狀態并存。（3）組態技術簡單：只需要對設備具體參數進行狀態位的配置，不需要進行其他的配置，簡單快捷。

2實時統計功能

2.1實時統計功能介紹

統計功能主要對收集到的數據進行量化分析、總結、推斷和預測。在常規的綜合監控系統中，使用較多的是離線統計功能。離線統計功能定期對各類運行數據進行統計，然后通過報表等方式展示出來，可以滿足一定的需求。但是離線統計只能針對某個時間段的數據進行處理和分析，實時性不夠強，同時基于單個測點的離線統計會因為某些狀態未改變或者多個狀態的重復而引起統計誤差，給實際使用帶來不便。針對這個問題，提出實時統計功能，實時統計功能是一種在線統計功能，不再局限于某個時間段的數據統計，而是從某個時間點開始到當前時間點的數據統計。相對于離線統計只能對之前的時間段數據進行統計，實時統計是一種當前進行時的統計，對于一些實時性要求較強的領域，其所起到的作用和實時數據采集同樣重要。實時統計功能利用實時的積分累計方式，結合基于參數合成的設備狀態模型，統計結果不僅實時性更強，準確性也更高，可以幫助維護人員快速了解設備的當前情況，能夠及時發現問題并快速定位、解決。設備狀態運行時長的實時統計是在上述設備狀態模型的基礎上利用實時的積分累計方法，對各類狀態的運行時長進行積分累積，獲得實時的狀態時長統計結果。同樣，設備狀態變化次數的實時統計在上述設備狀態模型的基礎上，首先判斷狀態是否發生了變化，如果狀態發生變化，則對目標狀態的變位次數進行累加，如果狀態沒有發生變化，則次數不變。

2.2功能實際應用

將上述功能應用到實際的ISCS系統中去，以變頻風機為例，圖2展示了綜合監控系統中常見的設備信息面板。在面板中，不僅包含了該設備的具體運行參數，還包括設備的累計運行時間、累計啟停次數和累計故障次數。其中累計運行時間、累計啟停次數和故障次數均為實時統計的結果。這種展示方式的優點在于將設備的實時參數信息和實時統計信息一起展示，方便運行人員和維護人員快速了解設備的具體情況。在得到運行信息的實時統計結果后，定時將其存入歷史數據記錄模塊，利用歷史模塊的統計功能，可以獲取運行信息的統計參數，同時生成報表，展示各類設備的具體運行情況。圖3是某個車站環境控制系統的主要設備運行時長日報表，展示了變頻風機、隧道風機（TVF）、熱繼單速風機、熱排風機（OTE）和馬保風機的日運行信息統計結果。以上2個示例是實時統計功能在綜合監控系統里面的具體應用，結合實際需求，實時統計功能在以下2個方面可以得到更深入的應用。（1）設備維護。設備維修、停機時間和備件管理對于大型、連續工作的生產線非常重要。停機時間和維修頻率的選擇不當，都可能對企業造成重大經濟損失。通過實時統計功能，及時了解設備總運行時長，當運行時長達到一定的維護周期時，可對設備進行及時的維修保養，同時對實時統計信息進行清零操作，方便下一個維護周期的監視。（2）優化設備運行。實時狀態統計功能可以和控制功能結合以優化設備運行。通過設定1個設備的持續運行時間，當設備運行超過這個持續時間之后，利用綜合監控系統平臺對其發送停止命令，使其停止，以延長設備的使用壽命。

3結語

綜合監控系統的運用對機電設備綜合維修提供有力的技術支持。基于綜合監控系統的設備實時統計功能，通過定義設備的狀態模型，根據設備各個參數的實際值合成設備狀態值，從而獲取設備的實際狀態，然后對狀態進行實時累計和次數統計，獲得設備的實時運行信息，避免了針對單個參數進行統計所帶來的誤差。將設備的實時信息應用到系統其它高級統計分析功能中，可以發現更多的設備運行規律和生產規律，為生產過程的不斷優化提供支撐，為精細化管理提供基礎。

作者：張長開 解凱 張偉 單位：南京南瑞繼保電氣有限公司