СИСТЕМА КОНТРОЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ
SYSTEM FOR TECHNOLOGICAL PROCESSES EXECUTION MONITORING

Система контроля выполнения технологических процессов предназначена для оценки ситуаций в автоматизированных системах управления технологическими процессами в целях оперативного контроля по принятию мер, не допускающих возникновения предаварийных и аварийных ситуаций.
Система состоит из модулей, позволяющих на основе контроля телеметрических данных и анализа событий вести мониторинг технологического процесса, при необходимости корректировать его, а также получать необходимую эксплуатационную информацию в виде различных отчетов, сообщать техническому персоналу о предаварийной и аварийной ситуациях различными видами предупреждений для принятия мер по устранению неполадок. Также система выполняет заранее описанные действия при возникновении внештатных ситуаций.
Изобретение относится к вычислительной, информационно-измерительной технике, используемой, в частности, в автоматизированных системах управления технологическими процессами нефтяной промышленности.
В качестве прототипа выбрана содержащая близкие по своему функциональному назначению блоки «Система оповещения для принятия решений в автоматизированных системах управления технологическими процессами» (патент РФ на полезную модель №107599). Система анализирует поступающую с датчиков информацию, сообщает о возможных аварийных ситуациях посредством речевого и текстового сообщения, а также извещает персонал по радиотелефону.
К недостаткам прототипа можно отнести отсутствие возможности определения, в какой именно из систем произошел сбой, по типу сбоя принять ряд действий для восстановления работоспособности системы с обязательной архивацией всех событий.
Задача предлагаемого изобретения заключается в том, что система, используя оперативные телеметрические данные, при возникновении внештатных ситуаций своевременно реагирует путем выполнения заранее прописанных операций по восстановлению работоспособности системы или, в случае невозможности самовосстановления, вызова специалистов различными сообщениями для устранения внештатной ситуации.
Поставленная задача решается тем, что система контроля выполнения технологических процессов, включающая блок сбора данных, блок анализа данных, блок управления заданиями, блок отправки сообщений на телефон, блок звукового оповещения, согласно изобретению дополнительно включает блок обработки данных, коммутационный блок, блок принятия решений, блок отправки сообщений в базу данных, блок отправки сообщений на электронную почту, блок отчетности событийной информации, базу данных, причем блок сбора данных односторонней связью соединен с блоком обработки данных, блок обработки данных односторонней связью соединен с коммутационным блоком, коммутационный блок односторонней связью соединен с блоком анализа данных, блок анализа данных односторонней связью соединен с блоком принятия решений, блок принятия решений односторонней связью соединен с блоком управления заданиями, блоком отправки сообщений в базу данных, блоком отправки сообщений на электронную почту, блоком отправки сообщений на телефон, блоком звукового оповещения, блоком отчетности событийной информации, база данных двусторонними связями соединена с блоком анализа данных, блоком управления заданиями, база данных односторонними связями соединена с блоком отправки сообщений на электронную почту, блоком отправки сообщений на телефон, блоком звукового оповещения, блоком отчетности событийной информации, блок отправки сообщений в базу данных односторонней связью соединен с базой данных.
Система контроля выполнения технологических процессов представлена на Фиг. 1 и состоит из следующих блоков.
1. Блок сбора данных.
Предназначен для сбора данных телеметрии из различных систем АСУ предприятия.
2. Блок обработки данных.
Блок обработки данных 2 предназначен для приведения входных данных в единую структуру. В блоке происходит форматирование и структурирования сообщений, определение их уровней. Этот блок отправляет преобразованные данные в Коммутационный блок 3.
3. Коммутационный блок.
Коммутационный блок 3 является централизованным местом для временного хранения данных. Коммутационный блок 3 представляет собой «очередь» и служит для оповещения Блока анализа данных 4 о появления нового сообщения в очереди.
4. Блок анализа данных.
На основе полученных данных из Коммутационного блока 3 и справочной информации в виде заложенных аварийных ситуаций в Базе данных 12 происходит анализ на возможность некорректного выполнения процесса. На основе анализа происходит выявление конкретных типов ошибок, которые явились причиной некорректного выполнения процесса, и системы, в которой произошел сбой. Также на основе анализа выявляется частота появления данных аварийных ситуаций и строится прогноз появления данных ошибок в будущем.
5. Блок принятия решения.
На основании вывода Блока анализа данных 4 принимается решение о состоянии системы и, в случае необходимости, принимаются необходимые мероприятия по устранению критичной ситуации. При работе множества взаимосвязанных систем сбой в работе одной системы может привести к аварийным ситуациям и в других системах. Данный блок позволяет своевременно реагировать на возникшую внештатную ситуацию.
6. Блок управления заданиями.
Данный блок служит для выполнения заложенных действий по устранению ошибок, не привлекая специалистов. В зависимости от типа сообщений происходит выборка заранее установленных действий из Базы данных 12. Далее происходит пошаговое выполнение этих действий и запись в Базу данных 12 результатов действий.
7. Блок отправки сообщений в базу данных.
Данный блок отфильтровывает сообщения в зависимости от выставленных уровней информирования сообщений. Уровни информирования сообщений бывают нескольких видов: информирование всеми видами сообщений, аварийные сообщения, предупреждающие сообщения, информационные сообщения. В результате фильтрации необходимые сообщения посылаются в Базу данных 12 либо игнорируются.
8. Блок отправки сообщений на электронную почту.
Данный блок производит выборку ответственных лиц за систему, откуда сформировался данный вид сообщения о произошедшем сбое. В зависимости от выставленных предпочтений происходит отправка сообщений на соответствующие электронные почтовые адреса ответственных лиц или игнорирование.
9. Блок отправки сообщений на телефон.
Данный блок определяет номера телефонов ответственных лиц, которым должны быть доставлены сообщения. Далее происходит отправка структурированных смс-сообщений на телефонные номера ответственных лиц.
10. Блок звукового оповещения.
Блок звукового оповещения информирует персонал звуковым сигналом о возникновении предаварийных и аварийных ситуаций.
11. Блок отчетности событийной информации.
Данный блок запрашивает у Базы данных 12 данные для отчета и шаблон для формирования отчета событийной информации. В соответствии с шаблоном выходного документа на основании данных отчета блок формирует выходной файл отчета и выводит его на дисплей.
12. База данных.
База данных служит для накопления и хранения всех сообщений в едином месте. Также в Базе данных 12 находятся все настройки по обработке сообщений, данные об ответственных лицах за различные системы.
Система функционирует следующим образом.
Блок сбора данных 1 собирает телеметрическую информацию из различных источников - насосы, электродвигатели, датчик замеров и т.д. Затем данные попадают в Блок обработки данных 2, где структурируются и приводятся к единому виду и предаются в Коммутационный блок 3 для временного хранения, пока не поступит запрос из Блока анализа данных 4.
В Блоке анализа данных 4 определяется состояние технологического процесса - работа идет в плановом режиме или же отмечаются сбои или аварийные ситуации. Эта информация поступает в Блок принятия решений 5, где в зависимости от выявленной ситуации принимается решение о дальнейших действиях. Если процесс протекает без сбоев, никакие действия не предпринимаются. При аварийной ситуации, например, в случае появления сообщения об ошибке в системе сбора данных телеметрии и предотвращения останова работы этой системы пока специалисты не выявят причину сбоя, из Блока принятия решений 5 поступает команда по восстановлению работоспособности этой системы. Из Базы данных 12 выбирается ряд действий в заранее заданной последовательности - например, проверка сети, далее перезапуск системы, проверка запуска системы, отправка тестовых данных для проверки работоспособности системы. Выполнение каждого действия также фиксируется в Базе данных 12.
Если ошибку не удается устранить, то возникает необходимость оперативного вмешательства специалистов, выявление характера и причины возникшей ошибки, а также выяснения в какой из множества систем произошел сбой и принятия решения по устранению этой ошибки. По признаку типа ошибки Блок принятия решения 5 вызывает по отдельности или совместно следующие блоки: Блок управления заданиями 6, Блок отправки сообщений в базу данных 7, Блок отправки сообщений на электронную почту 8, Блок отправки сообщений на телефон 9, Блок звукового оповещения 10. Вся событийная (нестандартная) ситуация записывается в Базу данных 12.
При создании системы использовался язык программирования Java. База данных реализована на основе системы управления базами данных (СУБД) Oracle Database, с использованием интегрированной среды разработки Oracle SQL Developer и языка программирования PL/SQL. Система контроля выполнения технологических процессов работает на сервере приложений GlassFish 3.1.