复杂控制回路的控制状态诊断方法、装置及设备与流程

本发明涉及信息安全领域，具体地涉及一种复杂控制回路的控制状态诊断方法、一种复杂控制回路的控制状态诊断装置、一种复杂控制回路的控制状态诊断设备以及一种计算机可读存储介质。

背景技术：

1、炼化装置的dcs控制系统中建立了大量的控制回路，实现装置自动化控制。随着生产的发展、工艺的革新导致对操作条件的要求更加严格，变量间的相关关系更加复杂，为适应生产发展的需要，使用了较多的复杂控制系统。在特定条件下，采用复杂控制系统对提高控制品质，扩大自动化应用范围起着关键性作用。做粗略估计，通常复杂控制系统约占全部控制系统的10％，但是，对生产过程的贡献则达80％。常用的复杂控制系统有串级控制系统、比值控制系统、均匀控制系统、分程控制系统、选择控制系统、前馈控制系统等等。

2、然而在实际生产过程中随着设备的老化、工艺调整等，部分控制回路性能下降，导致复杂控制回路不能全部投用，例如：串级控制回路为主控制回路主控状态或副控制回路状态主控状态等。为了监测各控制回路的性能，产生了较多的性能评估方法，例如：基于arma模型的单控制回路控制系统性能评价方法、一种基于耦合性分析的控制回路性能监测方法及系统等。

3、但是上述方法都是注重单控制回路的性能评估或故障源诊断分析，而复杂控制回路存在备用、控制失效等多种状态，在性能评估中应当对各种状态加以区分。复杂控制回路辨识需要人员根据所有控制回路的dcs组态进行辨识。

技术实现思路

1、本发明实施例的目的是提供一种复杂控制回路的控制状态诊断方法、装置及设备，以解决以上部分问题。

2、为了实现上述目的，本发明的第一方面提供了一种复杂控制回路的控制状态诊断方法，所述方法包括：获取待辨识控制状态的关联控制回路分组，所述关联控制回路分组中包括若干根据控制回路的过程历史数据之间的相似关系所确定的控制回路；根据所述关联控制回路分组中控制回路的过程历史数据的维度之间的相似关系，确定所述关联控制回路分组中控制回路的控制状态。

3、优选的，根据控制回路的过程历史数据之间的相似关系所确定的控制回路，包括：从所述过程历史数据中提取历史值序列和每个值时间序列；根据所述历史值序列和每个值时间序列得到过程历史数据之间的偏差序列；根据所述偏差序列之间的相似率确定过程历史数据对应的控制回路是否属于关联控制回路。

4、优选的，根据所述偏差序列之间的相似率确定过程历史数据对应的控制回路是否属于关联控制回路，包括：分别获取所述偏差序列中设定值、测量值、输出值的组合之间的相似率；从所述相似率中获取最大相关系数和所述最大相关系数对应的位置；确定所述最大相关系数大于预设阈值，则所述过程历史数据对应的控制回路属于关联控制回路。

5、优选的，根据所述关联控制回路分组中控制回路的过程历史数据的维度之间的相似关系，确定所述关联控制回路分组中控制回路的控制状态，包括：根据所述过程历史数据的第一维度之间的相似关系确定控制状态；若根据所述过程历史数据的第一维度之间的相似关系确定控制状态未成功，则根据控制回路在其他关联控制回路分组中的控制回路确定控制状态和/或根据所述过程历史数据的第二维度之间的相似关系确定控制状态。

6、优选的，所述控制回路的过程历史数据的维度包括：设定值、测量值、输出值、控制模式和时间信息；所述第一维度和所述第二维度的组合包括：测量值和输出值。

7、优选的，根据所述过程历史数据的第一维度之间的相似关系确定控制状态，包括：根据控制回路的控制模式确定所述控制回路的控制状态是否有效；若所述控制状态为无效，则确定所述控制状态是否为备用状态；若所述控制状态为有效，则所述控制状态被确定为投用或干扰状态。

8、在本发明的第二方面，还提供了一种复杂控制回路的控制状态诊断装置，所述装置包括：分组确定模块，获取待辨识控制状态的关联控制回路分组，所述关联控制回路分组中包括若干根据控制回路的过程历史数据之间的相似关系所确定的控制回路；以及控制状态确定模块，用于根据所述关联控制回路分组中控制回路的过程历史数据的维度之间的相似关系，确定所述关联控制回路分组中控制回路的控制状态。

9、优选的，根据控制回路的过程历史数据之间的相似关系所确定的控制回路，包括：从所述过程历史数据中提取历史值序列和每个值时间序列；根据所述历史值序列和每个值时间序列得到过程历史数据之间的偏差序列；根据所述偏差序列之间的相似率确定过程历史数据对应的控制回路是否属于关联控制回路。

10、优选的，根据所述偏差序列之间的相似率确定过程历史数据对应的控制回路是否属于关联控制回路，包括：分别获取所述偏差序列中设定值、测量值、输出值的组合之间的相似率；从所述相似率中获取最大相关系数和所述最大相关系数对应的位置；确定所述最大相关系数大于预设阈值，则所述过程历史数据对应的控制回路属于关联控制回路。

11、优选的，根据所述关联控制回路分组中控制回路的过程历史数据的维度之间的相似关系，确定所述关联控制回路分组中控制回路的控制状态，包括：根据所述过程历史数据的第一维度之间的相似关系确定控制状态；若根据所述过程历史数据的第一维度之间的相似关系确定控制状态未成功，则根据控制回路在其他关联控制回路分组中的控制回路确定控制状态和/或根据所述过程历史数据的第二维度之间的相似关系确定控制状态。

12、优选的，所述控制回路的过程历史数据的维度包括：设定值、测量值、输出值、控制模式和时间信息；所述第一维度和所述第二维度的组合包括：测量值和输出值。

13、优选的，根据所述过程历史数据的第一维度之间的相似关系确定控制状态，包括：根据控制回路的控制模式确定所述控制回路的控制状态是否有效；若所述控制状态为无效，则确定所述控制状态是否为备用状态；若所述控制状态为有效，则所述控制状态被确定为投用或干扰状态。

14、在本发明的第三方面，还提供了一种复杂控制回路的控制状态诊断设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现前述的复杂控制回路的控制状态诊断方法的步骤。

15、在本发明的第四方面，还提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质中存储有指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行前述的复杂控制回路的控制状态诊断方法的步骤。

16、本发明的第五方面提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序在被处理器执行时实现前述的复杂控制回路的控制状态诊断方法。

17、上述技术方案至少具有以下有益效果：

18、(1)本专利提出的技术方法可以有效辨识出复杂控制回路实际运行状态下的关联关系，并根据控制状态及性能进行控制备用、失效、关联控制回路等诊断分析，为复杂控制回路的诊断分析及优化提供支持。

19、(2)应用于炼化装置控制回路的复杂控制回路的自动辨识及分组，并根据控制状态及性能进行控制备用、失效、关联控制回路等诊断分析。其实施方式中为复杂控制回路的优化提供技术方法，有利于炼化装置控制回路的优化提升，提升装置的平稳性运行。

20、本发明实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。