基于物联网传感数据的油气处理站智能预警系统技术方案

本发明专利技术提供一种基于物联网传感数据的油气处理站智能预警系统，包括：采集工具、实时数据库、数据存储模块、预警规则设定模块、状态识别模块、预警模式选择模块、预警专家知识库、正向推理机、预警模块、修正模块、预警记录模块和更新模块。本发明专利技术提供的基于物联网传感数据的油气处理站智能预警系统，可以有效的解决目前油气处理站DCS人工观察监测参数或仪表指示，经验判断运行健康状况的问题，可用于辅助DCS控制系统，使其更加及时了解生产状态，发现异常，获知隐患和对应的处理措施，掌握产量质量的调整方向。

Intelligent early warning system for oil and gas processing station based on sensor data of Internet of things

The invention provides a IOT based sensing data of oil and gas processing station intelligent early warning system, including: acquisition tools, real-time database, data storage module, warning rules setting module, state identification module, warning warning mode selection module, expert knowledge base, inference machine, early warning module, a recording module and a correction module, warning update module. The invention provides a IOT based sensing data of oil and gas processing station intelligent early warning system, which can solve the oil and gas processing station of DCS artificial observation instrument monitoring parameters or effective operation, health problems experience can be used for the auxiliary control system of DCS, making it more timely understanding of the production status, find abnormal treatment informed of risks and corresponding measures, adjust the direction of the yield and quality of master.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于油气物联网
，具体涉及一种基于物联网传感数据的油气处理站智能预警系统。
技术介绍
目前，在油气处理工艺流程中，油气处理站采用DCS(DistributedControlSystem，分布式控制系统)实时监控油气处理过程。现有技术中，在判断油气处理过程的运行健康状况时，主要采取人工观察DCS获得的监测参数或仪表指示值，再通过自身经验来判断。该种方法存在的主要问题为：由于每个人的经验不同，不同人对同一现象判断认识的结果不完全相同，导致对同一现象会产生不同的结果，尤其对于经验不是非常丰富的人，难以精确得出油气处理流程的运行健康状况，从而不利于及时发现油气处理流程中的异常。
技术实现思路
针对现有技术存在的缺陷，本专利技术提供一种基于物联网传感数据的油气处理站智能预警系统，可有效解决上述问题。本专利技术采用的技术方案如下：本专利技术提供一种基于物联网传感数据的油气处理站智能预警系统，包括：采集工具，用于采集油气处理站各处理工艺中的实时监测数据；实时数据库，用于接收并实时存储所述采集工具采集到的所述实时监测数据；数据存储模块，用于存储所述实时数据库接收到的与所述预警对象相关的实时监测数据；预警规则设定模块，用于设定预警规则，其中，所述预警规则包括关键参数预警规则、设备预警规则和流程预警规则；状态识别模块，用于将所述数据存储模块存储的所述实时监测数据与所述预警规则设定模块所设定的预警规则进行对比分析，判断所述实时监测数据是否出现异常，如果出现异常，则得出异常的所述实时监测数据所反应的故障；预警模式选择模块，用于当所述状态识别模块识别出所述故障时，选择本次需要预警的预警模式；其中，所述预警模式包括关键参数预警模式、设备预警模式和流程预警模式；预警专家知识库，用于以知识的形式存储流程、设备、关键参数、故障、故障原因和故障处理措施的对应关系；正向推理机，用于接收所述预警模式选择模块所选择的预警模式，基于所述预警模式，以所述状态识别模块识别出的故障为遍历条件，遍历所述预警专家知识库，得到与所述故障对应的故障原因和故障处理措施；预警模块，用于将所述故障、所述故障原因和所述故障处理措施整合为预警信息，并进行预警；修正模块，用于对所述预警模块的预警进行修正；预警记录模块，用于记录经修正的预警信息，所述预警信息包括故障、故障原因和故障处理措施之间的对应关系；更新模块，用于将所述预警记录模块所记录的预警信息添加到所述预警专家知识库。优选的，所述流程预警模式是指：对油气处理站包含的每个生产系统流程的流程运行状态进行预警；所述设备预警模式是指：对油气处理站包含的每个生产系统流程中所包含的关键设备的运行状态进行预警；所述关键参数预警模式是指：对油气处理站包含的每个生产系统流程中的关键设备的各个关键检测参数的状态进行预警。优选的，所述预警专家知识库采用多叉树的表达形式，存储所述知识。优选的，所述预警专家知识库采用多叉树的表达形式，存储所述知识，具体为：以油田作业区名称作为根节点；以所述油田作业区名称所包含的流程名称作为第1层节点；以所述流程名称包含的设备名称作为第2层节点；以所述设备名称包含的关键参数名称作为第3层节点；以所述关键参数名称涉及到的故障名称作为第4层节点；以所述故障名称涉及到的故障原因信息作为第5层节点；以所述故障原因信息涉及到的故障处理措施作为第6层节点。优选的，所述正向推理机具体包括：第一遍历模块，用于基于所述预警模式，以所述状态识别模块识别出的故障为遍历条件，遍历所述预警专家知识库，得到与所述故障对应的所有可能的故障原因；其中，如果为流程预警模式，则对油气处理站包含的各生产系统流程进行运行状态跟踪，对于每个所述生产系统流程，将任意一个生产系统流程记为生产系统流程B，获得生产系统流程B中每个设备的发生故障的关键参数值，并获得该关键参数值在故障时的多条故障原因如果为关键参数预警模式，通过查找所述预警专家知识库，获得所述关键参数在所述故障下的所有可能故障原因；如果为设备预警模式，则获得需要预警的设备A的多项关键参数值，对每项所述关键参数，均获得该关键参数在故障时的多条故障原因；如果为流程预警模式，则对油气处理站包含的各生产系统流程进行运行状态跟踪，对于每个所述生产系统流程，将任意一个生产系统流程记为生产系统流程B，获得生产系统流程B中每个设备的发生故障的关键参数值，并获得该关键参数值在故障时的多条故障原因；逻辑判定条件存储模块，用于存储所述预警专家知识库中与每条故障原因对应的逻辑判定条件；其中，所述逻辑判定条件为关联设备的关键参数出现特定故障，并且，关联设备之间的故障存在特定逻辑关系，该特定逻辑关系与工艺流程中关联设备之间的工艺逻辑关系相一致；第二遍历模块，用于对所述第一遍历模块获得的所有可能的故障原因，均执行以下操作：将任意一个可能的故障原因记为故障原因W，查找所述逻辑判定条件存储模块，获得与所述故障原因W对应的逻辑判定条件，进行获得关联设备的关键参数；然后，以所述关联设备的关键参数为遍历条件，遍历所述预警专家知识库，判断所述关联设备的关键参数是否出现所述特定故障，并且，关联设备之间的故障是否符合特定逻辑关系，如果均符合，则所述故障原因W为实际故障原因；否则，所述故障原因W并非为实际发生的故障，将故障原因W剔除；由此得到至少一个实际故障原因；故障处理措施获取模块，用于根据所述预警专家知识库，获得与所述实际故障原因对应的故障处理措施。本专利技术的有益效果如下：本专利技术提供的基于物联网传感数据的油气处理站智能预警系统，可以有效的解决目前油气处理站DCS人工观察监测参数或仪表指示，经验判断运行健康状况的问题，可用于辅助DCS控制系统，使其更加及时了解生产状态，发现异常，获知隐患和对应的处理措施，掌握产量质量的调整方向。附图说明图1为本专利技术提供的基于物联网传感数据的油气处理站智能预警系统的结构示意图；图2为本专利技术提供的预警大罐液位速率模型图；图3为采用本专利技术提供的最小二乘法计算得到的液位变化趋势图；图4为采用通用的多点移动平均算法计算得到的液位变化趋势图；图5为本专利技术提供的预警专家知识库中存储的知识的自然描述的图形展示示意图；图6为本专利技术提供的预警知识表示类图；图7为本专利技术提供的故障原因判定树图；图8为本本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于物联网传感数据的油气处理站智能预警系统，其特征在于，包括：采集工具，用于采集油气处理站各处理工艺中的实时监测数据；实时数据库，用于接收并实时存储所述采集工具采集到的所述实时监测数据；数据存储模块，用于存储所述实时数据库接收到的与所述预警对象相关的实时监测数据；预警规则设定模块，用于设定预警规则，其中，所述预警规则包括关键参数预警规则、设备预警规则和流程预警规则；状态识别模块，用于将所述数据存储模块存储的所述实时监测数据与所述预警规则设定模块所设定的预警规则进行对比分析，判断所述实时监测数据是否出现异常，如果出现异常，则得出异常的所述实时监测数据所反应的故障；预警模式选择模块，用于当所述状态识别模块识别出所述故障时，选择本次需要预警的预警模式；其中，所述预警模式包括关键参数预警模式、设备预警模式和流程预警模式；预警专家知识库，用于以知识的形式存储流程、设备、关键参数、故障、故障原因和故障处理措施的对应关系；正向推理机，用于接收所述预警模式选择模块所选择的预警模式，基于所述预警模式，以所述状态识别模块识别出的故障为遍历条件，遍历所述预警专家知识库，得到与所述故障对应的故障原因和故障处理措施；预警模块，用于将所述故障、所述故障原因和所述故障处理措施整合为预警信息，并进行预警；修正模块，用于对所述预警模块的预警进行修正；预警记录模块，用于记录经修正的预警信息，所述预警信息包括故障、故障原因和故障处理措施之间的对应关系；更新模块，用于将所述预警记录模块所记录的预警信息添加到所述预警专家知识库。...

【技术特征摘要】
1.一种基于物联网传感数据的油气处理站智能预警系统，其特征在于，包
括：
采集工具，用于采集油气处理站各处理工艺中的实时监测数据；
实时数据库，用于接收并实时存储所述采集工具采集到的所述实时监测数
据；
数据存储模块，用于存储所述实时数据库接收到的与所述预警对象相关的
实时监测数据；
预警规则设定模块，用于设定预警规则，其中，所述预警规则包括关键参
数预警规则、设备预警规则和流程预警规则；
状态识别模块，用于将所述数据存储模块存储的所述实时监测数据与所述
预警规则设定模块所设定的预警规则进行对比分析，判断所述实时监测数据是
否出现异常，如果出现异常，则得出异常的所述实时监测数据所反应的故障；
预警模式选择模块，用于当所述状态识别模块识别出所述故障时，选择本
次需要预警的预警模式；其中，所述预警模式包括关键参数预警模式、设备预
警模式和流程预警模式；
预警专家知识库，用于以知识的形式存储流程、设备、关键参数、故障、
故障原因和故障处理措施的对应关系；
正向推理机，用于接收所述预警模式选择模块所选择的预警模式，基于所
述预警模式，以所述状态识别模块识别出的故障为遍历条件，遍历所述预警专
家知识库，得到与所述故障对应的故障原因和故障处理措施；
预警模块，用于将所述故障、所述故障原因和所述故障处理措施整合为预
警信息，并进行预警；
修正模块，用于对所述预警模块的预警进行修正；
预警记录模块，用于记录经修正的预警信息，所述预警信息包括故障、故
障原因和故障处理措施之间的对应关系；
更新模块，用于将所述预警记录模块所记录的预警信息添加到所述预警专
家知识库。
2.根据权利要求1所述的基于物联网传感数据的油气处理站智能预警系统，

\t其特征在于，所述流程预警模式是指：对油气处理站包含的每个生产系统流程
的流程运行状态进行预警；
所述设备预警模式是指：对油气处理站包含的每个生产系统流程中所包含
的关键设备的运行状态进行预警；
所述关键参数预警模式是指：对油气处理站包含的每个生产系统流程中的
关键设备的各个关键检测参数的状态进行预警。
3.根据权利要求1所述的基于物联网传感数据的油气处理站智能预警系统，
其特征在于，所述预警专家知识库采用多叉树的表达形式，存储所述知识。
4.根据权利要求3所述的基于物联网传感数据的油气处理站智能预警系统，
其特征在于，所述预警专家知识库采用多叉树的表达形式，存储所述知识，具
体为：
以油田作业区名称作为根节点；
以所述油田作业区名称所包含的流程名称作为第...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛肖，陈红星，
申请(专利权)人：克拉玛依红有软件有限责任公司，
类型：发明
国别省市：新疆;65