Система централизованного мониторинга, диагностики и анализа активов КИПиА

Цели создания Системы:

снижение вероятности возникновения нештатной работы производства за счёт упреждающего диагностирования отказов приборов КИП (измерительных, исполнительных) и оборудования АСУ ТП (контроллеры);
своевременное принятие решений при обнаружении отказов;
определение приоритетов в техническом обслуживании.

Эти цели достигаются за счёт реализации следующих функций:

формирование запросов на получение дополнительных статусов диагностики у приборов;
централизованный сбор, передача, обработка и хранение диагностической информации;
автоматический анализ данных и формирование диагностических метрик;
визуализация информации, генерация отчетов.

Проблемы, решаемые Системой, и польза для Заказчика:

	Проблема:	Решение:
1	Несвоевременная и неполная информация о состоянии приборов. Инженеры КИПиА периодически проверяют состояние приборов (переключаясь между серверами PRM различных установок), отслеживая изменение их статусов в журнале событий PRM. Имея только общую информацию о состоянии приборов (стандартные статусы диагностики), они вынуждены тратить время на открытие панелей устройств и выяснение подробностей об их статусе, что приводит к потере времени и запоздалой реакции.	Система централизованно получает полный набор диагностических статусов приборов со всех технологических установок в автоматическом режиме, обеспечивая всесторонний обзор их состояния без необходимости дополнительной ручной проверки.
2	«Поток» диагностических сообщений и выбор приоритетов для реагирования. При большом парке приборов инженеры КИПиА могут быть «завалены» диагностическими сообщениями, что мешает сосредоточить внимание на наиболее критичных проблемах, приводя к задержкам в реагировании на серьезные неисправности.	Система автоматически ранжирует диагностические сигналы по их критичности и категориям NAMUR NE-107, выделяя проблемы, требующие немедленного внимания.
3	Недостаточное понимание статусов диагностики. Необработанные коды/статусы диагностики часто мало информативны и для их понимания требуется обращение к документации, что усложняет и затягивает процесс устранения неполадок.	Система объединяет диагностические статусы со справочной информацией (причины, последствия, рекомендации по ТО) из документации производителя прибора, предоставляя четкие и понятные описания проблем и рекомендуемые действия.
4	Реагирование на отказы уже после их возникновения. Часто техническое обслуживание прибора производится уже «по факту» его отказа, что может привести к простоям производства и увеличению затрат.	Система помогает использовать стратегию упреждающего (профилактического) обслуживания, которая способствует предотвращению отказов путем постоянной оценки текущего состояния приборов (своевременно получая, анализируя и реагируя на предупреждающие диагностические сигналы).
5	Недостаточное внимание к оценке влияния неисправностей приборов на технологический процесс. Одна и та же неисправность/отказ на приборах одной модели может иметь различные последствия на ход технологического процесса (в зависимости от влияния конкретной технологической позиции).	Система учитывает, как категорию статусов диагностики для определенной модели прибора, так и критичность отказа конкретной технологической позиции прибора (с точки зрения последствий на ход технологического процесса).
6	Трудности при анализе состояния активов КИПиА и определении приоритетов в техническом обслуживании. Отсутствие системы статистического анализа состояния парка приборов затрудняет планирование затрат и мероприятий по техническому обслуживанию.	Система производит статистический анализ данных диагностики и формирует метрики / KPI помогающие оценить состояние парка приборов и определить приоритеты в техническом обслуживании (с учетом категории, критичности и частоты событий диагностики по каждой модели и позиции прибора).
7	Сложности при восприятии / анализе информации и снижение скорости реагирования на неисправности. Большой объем слабо структурированных данных (в виде списка событий диагностики в табличном виде) затрудняет их восприятие и анализ, что приводит к задержкам в реагировании на серьезные неисправности.	Система в реальном масштабе времени отображает информацию о состоянии приборов на информационных панелях/отчетах в табличном и графическом виде (графики, диаграммы), предусматривая возможность фильтрации данных по критичным позициям, принадлежности к технологическому блоку, временным интервалам, категориям ошибок, и т. п., помогая быстро сфокусироваться на решении приоритетных задач по техническому обслуживанию.
8	Распространение экспертных знаний по техническому обслуживанию для всего вовлеченного персонала. Ценные знания по техническому обслуживанию (на базе накопленного опыта) часто хранятся только в умах опытных инженеров КИПиА и становятся недоступными, когда они покидают компанию. Кроме того, уровень компетенций специалистов, работающих в разных сменах, может существенно отличаться.	В Системе имеется возможность добавлять экспертные рекомендации к определенным событиям диагностики и использовать накопленные знания по техническому обслуживанию, обеспечивая сохранение ценного опыта и его доступность для всех специалистов.

Архитектура системы:

Сервер КИПиА (PRM).

Для получения дополнительной диагностической информации от приборов и её последующего анализа производится:

поиск, установка и проверка отсутствующих описателей приборов;
анализ диагностических возможностей (описание диагностических сообщений, причины возникновения, категория NAMUR NE107, рекомендации по техническому обслуживанию и т. п.) по каждой модели прибора (на основе документации от производителя);
подготовка и установка специализированных конфигурационных файлов по каждой модели прибора (для формирования запросов на получение дополнительной диагностической информации).

Шлюзы передачи данных:

получают диагностическую информацию от сервера КИПиА;
передают диагностическую информацию в базу данных диагностики;
осуществляют преобразование протоколов и форматов данных;
служат средством обеспечения безопасной передачи данных между сегментами сети.

База данных диагностики:

осуществляет приём и хранение исходной диагностической информации («сырые» данные);
ведёт базу знаний / справочную информацию (описание диагностических сообщений, причины возникновения, степень серьезности, рекомендации по техническому обслуживанию, ссылки на документацию);
осуществляет обработку, анализ данных и формирование диагностических метрик (с помощью SQL запросов, хранимых процедур, представлений и т. п.).

Примеры аналитического/статистического представления информации:

список всех событий диагностики в хронологическом порядке;
список активных сигнализаций с причиной возникновения и рекомендацией по исправлению;
список приборов с частыми периодическими отказами;
список приборов, дольше всего находящихся в состоянии ошибки;
список приборов с зафиксированным токовым выходом;
список приборов с серьёзными ошибками, для срочного обслуживания;
отчёт по ключевым показателям эффективности и операционной готовности и другое.

Визуализация и отчёты:

получение информации из базы данных диагностики и отображает её на информационных панелях/отчетах в табличном и графическом виде (графики, диаграммы);
возможность фильтрации данных по технологическим установкам, типам приборов, временным интервалам, категориям ошибок, принадлежности к РСУ/ПАЗ и т. п.;
формирование отчётов KPI (ключевые показатели эффективности);
формирование графиков приоритетного технического обслуживания.

Пример Dashboard 1:

список всех событий диагностики в хронологическом порядке;
список активных сигнализаций с рекомендациями по техническому обслуживанию и ссылкой на документацию.