一种过程控制系统健康评估管理方法与流程

本专利申请属于健康评估管理，更具体地说，是涉及一种过程控制系统健康评估管理方法。

背景技术：

1、过程控制系统是指主要通过控制温度、压力、流量等工艺参数，减少内外部干扰的影响，实现整个工艺过程稳定连续运行的控制系统，其中加注控制是典型的过程控制系统。plc控制是过程控制系统的常用方式，在使用中，尤其是plc控制系统在使用过程中，会有各种情况发生，其中包括外部干扰和内部故障，这些都会影响过程控制系统中数据的采集和设备响应，进而影响系统的稳定连续运行，甚至会造成功能失效和安全生产事故。针对上述情况，需要对过程控制系统的健康状况进行有效及时的评估。

2、然而目前的针对过程控制系统的健康评估技术手段针对性不强，适配性不高，更多依赖于专家知识和经验，无法结合实际应用场景对相关系统设备出具精准和直观的健康报告，不适用于实时性和安全性要求高的加注系统等场景应用。

技术实现思路

1、本发明需要解决的技术问题是提供一种过程控制系统健康评估管理方法，能够及时对过程控制系统(如plc控制系统)进行状态评估，可及时掌握设备的运行状况和及时发现设备的故障情况，对过程设备发生的故障进行综合性分析，并给出处置建议，避免事故扩大化。

2、为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案是：

3、一种过程控制系统健康评估管理方法，基于fmea分析对过程设备进行评估及实现，包括运行状态健康管理和故障状态管理，其中：

4、s1、运行状态健康管理，以结构化的形式，对过程设备的失效模式、失效影响进行分析，评估分析出高风险失效模式，找到对应措施；

5、s2、故障状态管理，过程设备发生故障时，对整个系统中故障点的前置设备、后续联动设备、故障可能影响范围进行评估确定，为故障定位提供支撑，指导故障后续处理。

6、进一步，运行状态健康管理具体包括如下，

7、s11、建立设备结构树，将过程设备与产品信息进行结构化的关联创建，形成设备结构树，从上述设备结构树中可指定各个过程设备的设备位号、层级编号、顺序号、所需配件；

8、s12、应用fmea分析，在充分了解过程设备的基础上，制定过程设备的失效模式、失效影响；

9、s13、失效模式原因分析，对于设备故障的问题、原因、解决措施进行结构管理存储；

10、s14、风险等级评估：对于上一步骤的失效模式，通过风险等级评估模式，对过程设备进行评估，得出设备风险等级，对失效模式进行量化评估，从而评估分析出高风险失效模式；

11、s15、措施改善，针对已经评估分析出的高风险失效模式，找到对应措施及时解决；

12、s16、定期回顾：对过程设备配置周期性回顾策略，到期前自动提醒；

13、s17、评估结果输出：得出过程设备风险等级，形成设备评估结果。

14、进一步，s11中，通过配置的方式，指定各个过程设备的设备位号、层级编号、顺序号。

15、进一步，s14中，风险等级评估模式为rpn专家打分，制定的风险等级为：

16、当rpn专家打分大于18时，视为高风险，红色表示，表示必须整改项目；

17、rpn专家打分介于10到18之间表示中等风险，黄色表示，表示强烈建议改善；

18、rpn专家打分小于10表示安全，绿色表示，表示当前应对已经相对妥当。

19、进一步，故障状态管理，包括设备结构树管理、故障处置管理、故障回顾分析，

20、s21、设备结构树管理，按照设备结构树中的设备结构建立对应的故障信息、故障表现、故障原因分析、故障处置建议及故障影响分析的信息，在直观呈现现场设备、部件间的逻辑关系的基础上，形成故障专家知识库，为故障定位提供支撑；

21、s22、故障处置管理，当过程设备发生故障时，匹配故障专家知识库，并记录处置过程；

22、s23、故障回顾分析，对本次故障的发生频率、故障严重程度、故障可发现难易度进行rpn打分，系统自动根据rpn得分匹配对应的风险等级。

23、进一步，s22中，故障处置管理通过工单进行。

24、进一步，以表格形式进行故障状态管理，表格中包括但不限于故障点、故障表现、可能原因分析、处置建议。

25、进一步，故障处置建议包括新故障及已维护故障两种情况，

26、新故障发生时，根据故障信息、故障表现由用户自定义将故障分析信息完善至对应功能模块(比如故障状态管理模块)中，同时提供plc知识库关联、查询，帮助用户定位、完善故障原因分析及处置建议；

27、已维护故障发生时，系统匹配推荐设备结构树中已维护的故障信息及故障处置建议，指导故障后续处理。

28、由于采用了上述技术方案，本发明取得的有益效果是：

29、本发明以高实时性、高安全性的加注控制系统为具体应用场景，可以预测评估出加注设备/过程设备的健康指标数据，构建加注过程设备健康指标评价体系，通过对关键影响力参数的监测，达到实时的设备健康状态管理和评估能力。并可支持设备技术指标配置管理功能，服务于健康态势评估功能。

30、本发明以主流的失效模式及后果分析(failure mode and effects analysis/fmea)方式为核心，支撑帮助工程师依次完善故障分析过程工艺各节点内容，从而实现对过程工艺设备发生的故障进行综合性分析，识别过程设备运行过程中每一环节的潜在隐患：

31、1)评估过程设备的可靠性、可维修性、耐用性的设计输出；

32、2)查清潜在失效模式可能原因，采取措施加以消除；

33、3)过程设备预防性维护方案的输入；

34、4)不断优化和改进过程。

35、5)提高过程设备可维修性，降低平均修理时间；

36、6)根据所提供的信息，提高预防性维护的有效性；

37、7)提高过程设备可用性，降低寿命周期成本；

38、8)建立预防纠正措施的优先程序。

技术特征：

1.一种过程控制系统健康评估管理方法，基于fmea分析对过程设备进行评估及实现，其特征在于：包括运行状态健康管理和故障状态管理，其中：

2.根据权利要求1所述的一种过程控制系统健康评估管理方法，其特征在于：运行状态健康管理具体包括如下，

3.根据权利要求2所述的一种过程控制系统健康评估管理方法，其特征在于：s11中，通过配置的方式，指定各个过程设备的设备位号、层级编号、顺序号。

4.根据权利要求2所述的一种过程控制系统健康评估管理方法，其特征在于：s14中，风险等级评估模式为rpn专家打分，制定的风险等级为：

5.根据权利要求2所述的一种过程控制系统健康评估管理方法，其特征在于：故障状态管理，包括设备结构树管理、故障处置管理、故障回顾分析，

6.根据权利要求5所述的一种过程控制系统健康评估管理方法，其特征在于：s22中，故障处置管理通过工单进行。

7.根据权利要求5所述的一种过程控制系统健康评估管理方法，其特征在于：以表格形式进行故障状态管理，表格中包括但不限于故障点、故障表现、可能原因分析、处置建议。

8.根据权利要求7所述的一种过程控制系统健康评估管理方法，其特征在于：故障处置建议包括新故障及已维护故障两种情况，

技术总结本发明涉及一种过程控制系统健康评估管理方法，由运行状态健康评估及故障状态管理组成，运行状态健康评估是基于运行过程数据进行评估分析得到设备健康状态评估结果，正常情况下作为设备健康的评价指标指导设备管理工作。当设备故障时，如果是新故障则通过故障决策树对故障原因及处置办法提供推荐。如果是已有记录的历史故障则推荐历史处置办法并支持更新、迭代该类故障的最佳实践，故能够及时对PLC过程控制系统进行状态评估，可及时掌握设备的运行状况和故障情况，并对过程设备发生的故障进行综合性分析，及时给出处置方法和措施，避免事故扩大化。技术研发人员：袁启平,董薇,孙沂昆,亢勇,王天祥,雷刚,任亚东,陈暲受保护的技术使用者：中国人民解放军63921部队技术研发日：技术公布日：2024/6/20