综合监控系统设备状态统计功能研究范文

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摘要：基于监控系统平台，提出一种参数合成的设备模型建模方法，根据设备参数获得实时状态，并利用状态结果对设备的运行情况进行实时统计，统计的内容包括状态时长统计和变位次数统计。实时统计不仅增强统计结果的实时性，还方便技术人员及时了解现场设备的运行状态，对于提高城市轨道交通常用设备的精细化管理水平具有重要意义。

关键词：城市轨道交通；综合监控系统；设备模型；运行状态；实时统计

引言

城市轨道交通综合监控系统（ISCS）通过采用先进的计算机技术和控制技术实现城市轨道交通控制系统的集成化、数字化和智能化，大大提高了城市轨道交通运营的安全性和高效性，已成为当前城市轨道交通控制系统中的首选方案。ISCS系统是各系统中设备数量最多的系统，如何有效管理、高效使用、提高维护效率、降低人为干涉是各城市地铁通车后面临的一大难题。针对这个问题，综合监控系统通过实时提供全线设备的运营状态和重要报警信息，并向维护人员提供设备动作次数、运行时长、故障统计等维护保养数据，是一个有效的解决办法。然而目前的综合监控系统往往只能对设备的运行维保数据进行离线统计，缺乏实时统计功能，不能及时地让维护人员了解最新信息，同时基于单个测点的离线统计功能也有统计误差，造成统计结果不准确。针对这些问题，文章首先给出一种基于参数合成的设备建模方法，通过设备参数值合成设备状态值，然后对设备状态进行实时统计，获得设备运行状态的实时统计结果，并将其应用到实际的综合监控系统，最后得出结论。

1基于参数合成的设备状态模型

在综合监控系统中，机电设备的实际运行状态往往由多个参数共同决定，包括运行状态、停止状态、故障状态等。当表示设备运行的参数较多时，设备的运行状态不容易确定。而在实际运行中，由于采集设备出现问题或者状态接点出现问题，还可能出现多个参数的状态值同时为1的矛盾现象，对设备运行状态监视和运行状态信息的统计都会造成影响。以环境与设备监控系统（BAS）里面的机电设备为例，表示电梯运行状态的参数包括上行、下行、故障和停止，表示变频风机运行状态的参数包括变频运行、工频运行、变频停止、工频停止、变频故障和工频故障。当设备包含参数较多时，如果单独针对某个状态参数进行运行时长统计，会因为多个状态出现重叠而导致结果失准。如果单独针对某个状态变化统计状态变化次数时，会因为表示同一状态的参数较多而出现统计误差。针对这个问题，本文提出了基于参数合成的设备状态模型分析方法，该方法基于设备参数获得设备模型并得到合成状态值，然后利用设备状态对照表获得最终状态。具体方法如下：首先利用设备参数组建设备模型，该设备模型需要包含所有能够表示设备状态的参数信息，然后利用这些参数的具体状态值，通过给定算法，计算出设备合成状态。在定义设备模型同时也定义设备状态对照表，设备状态对照表包含设备状态值和该状态的一些设定信息。基于获得的设备合成状态值，在设备状态对照表里查找该值对应的状态，可确定设备的最终状态。通过设备状态模型分析方法对设备的状态进行合成，解决了设备状态二义性的问题，由此获得的设备状态实时监视结果也会更加准确。基于参数合成的设备状态模型分析方法如图1所示。结合ISCS系统里面BAS系统的电扶梯具体解释基于参数合成的设备状态模型含义。在实际的综合监控系统中，电扶梯的运行状态参数包括上行、下行、故障、停止。因此，配置实际的电扶梯设备模型时首先定义电扶梯的设备模型，它的最终状态将由上述4个运行参数合成，同时定义电扶梯的设备状态对照表，电扶梯的实际状态为运行、停止、故障、无效4种。表1给出电扶梯状态模型的实例，当上行状态为1、其他状态都为0时，此时设备的合成状态值为1，表示运行；当下行状态为1、其他状态都为0时，此时设备的合成状态值为2，表示运行；当停止状态为1、其他状态为0的时，此时设备的合成状态值为4，表示停止；当故障状态为1时，此时设备的合成状态值为8，表示故障；当上行和下行都为1时，此时设备的合成状态值为3，表示无效。基于这个模型，电扶梯可能出现的合成状态值为0-15，其中运行状态对应的值为1、2，停止状态对应的值为4，故障状态对应的值8-15，无效状态对应的值为0、3、5-7。综上所述，可以得出采用基于参数合成的设备状态模型优点，主要包括以下几点。（1）设备相关参数清晰：建立设备状态模型，可以对设备包含的所有参数进行全面了解，能够快速对设备出现的问题进行定位和分析。（2）设备状态的唯一性：建立设备状态模型，可以避免因为部分参数出现错误而导致状态的不确定，例如当故障和运行同时出现时，可以将其确定为故障状态，而不是2种状态并存。（3）组态技术简单：只需要对设备具体参数进行状态位的配置，不需要进行其他的配置，简单快捷。

2实时统计功能

2.1实时统计功能介绍

统计功能主要对收集到的数据进行量化分析、总结、推断和预测。在常规的综合监控系统中，使用较多的是离线统计功能。离线统计功能定期对各类运行数据进行统计，然后通过报表等方式展示出来，可以满足一定的需求。但是离线统计只能针对某个时间段的数据进行处理和分析，实时性不够强，同时基于单个测点的离线统计会因为某些状态未改变或者多个状态的重复而引起统计误差，给实际使用带来不便。针对这个问题，提出实时统计功能，实时统计功能是一种在线统计功能，不再局限于某个时间段的数据统计，而是从某个时间点开始到当前时间点的数据统计。相对于离线统计只能对之前的时间段数据进行统计，实时统计是一种当前进行时的统计，对于一些实时性要求较强的领域，其所起到的作用和实时数据采集同样重要。实时统计功能利用实时的积分累计方式，结合基于参数合成的设备状态模型，统计结果不仅实时性更强，准确性也更高，可以帮助维护人员快速了解设备的当前情况，能够及时发现问题并快速定位、解决。设备状态运行时长的实时统计是在上述设备状态模型的基础上利用实时的积分累计方法，对各类状态的运行时长进行积分累积，获得实时的状态时长统计结果。同样，设备状态变化次数的实时统计在上述设备状态模型的基础上，首先判断状态是否发生了变化，如果状态发生变化，则对目标状态的变位次数进行累加，如果状态没有发生变化，则次数不变。

2.2功能实际应用

将上述功能应用到实际的ISCS系统中去，以变频风机为例，图2展示了综合监控系统中常见的设备信息面板。在面板中，不仅包含了该设备的具体运行参数，还包括设备的累计运行时间、累计启停次数和累计故障次数。其中累计运行时间、累计启停次数和故障次数均为实时统计的结果。这种展示方式的优点在于将设备的实时参数信息和实时统计信息一起展示，方便运行人员和维护人员快速了解设备的具体情况。在得到运行信息的实时统计结果后，定时将其存入历史数据记录模块，利用历史模块的统计功能，可以获取运行信息的统计参数，同时生成报表，展示各类设备的具体运行情况。图3是某个车站环境控制系统的主要设备运行时长日报表，展示了变频风机、隧道风机（TVF）、热继单速风机、热排风机（OTE）和马保风机的日运行信息统计结果。以上2个示例是实时统计功能在综合监控系统里面的具体应用，结合实际需求，实时统计功能在以下2个方面可以得到更深入的应用。（1）设备维护。设备维修、停机时间和备件管理对于大型、连续工作的生产线非常重要。停机时间和维修频率的选择不当，都可能对企业造成重大经济损失。通过实时统计功能，及时了解设备总运行时长，当运行时长达到一定的维护周期时，可对设备进行及时的维修保养，同时对实时统计信息进行清零操作，方便下一个维护周期的监视。（2）优化设备运行。实时状态统计功能可以和控制功能结合以优化设备运行。通过设定1个设备的持续运行时间，当设备运行超过这个持续时间之后，利用综合监控系统平台对其发送停止命令，使其停止，以延长设备的使用寿命。

3结语

综合监控系统的运用对机电设备综合维修提供有力的技术支持。基于综合监控系统的设备实时统计功能，通过定义设备的状态模型，根据设备各个参数的实际值合成设备状态值，从而获取设备的实际状态，然后对状态进行实时累计和次数统计，获得设备的实时运行信息，避免了针对单个参数进行统计所带来的误差。将设备的实时信息应用到系统其它高级统计分析功能中，可以发现更多的设备运行规律和生产规律，为生产过程的不断优化提供支撑，为精细化管理提供基础。

作者：张长开 解凯 张伟 单位：南京南瑞继保电气有限公司