儀控智能化管理平臺(tái)建設(shè)實(shí)踐

孔慶元

(中國(guó)石化鎮(zhèn)海煉化分公司，浙江寧波 315207)

近年來(lái)，鎮(zhèn)海煉化強(qiáng)化“儀表是生產(chǎn)運(yùn)行的靈魂”管理理念，強(qiáng)化措施夯實(shí)儀控設(shè)備本質(zhì)安全，通過(guò)信息化、智能化持續(xù)提升儀表設(shè)備安全管理水平。儀控設(shè)備健康管理平臺(tái)(PAS系統(tǒng))，是在鎮(zhèn)海煉化公司大力推行設(shè)備專業(yè)化一級(jí)管理背景下，專業(yè)運(yùn)行部——儀控部利用自身專業(yè)技術(shù)優(yōu)勢(shì)基于DCS系統(tǒng)，與10余家控制系統(tǒng)廠商進(jìn)行技術(shù)交流，與信息管理部門共同制定研發(fā)方案，潛心打造的集現(xiàn)場(chǎng)儀表、控制系統(tǒng)、電源系統(tǒng)的24 h不間斷集中監(jiān)測(cè)、分析診斷、報(bào)警推送等功能于一體的主動(dòng)預(yù)防系統(tǒng)，堪稱不下班的“儀表工”。

1 建設(shè)背景

鎮(zhèn)海煉化儀控部負(fù)責(zé)鎮(zhèn)海煉化除港儲(chǔ)部、質(zhì)量分析儀表外的全公司所有裝置儀表及控制系統(tǒng)的日常維護(hù)工作，現(xiàn)有設(shè)備臺(tái)件數(shù)近18萬(wàn)臺(tái)，包括各種聯(lián)鎖回路、DCS、SIS、CCS、PLC控制系統(tǒng)、環(huán)保在線分析儀、氣體報(bào)警儀等。在實(shí)際執(zhí)行過(guò)程中，主要存在以下問(wèn)題。

a)儀表日常巡檢工作量大。目前公司儀控部所轄儀表機(jī)柜間共有70多間，班組人員每日需對(duì)儀表機(jī)柜間進(jìn)行常規(guī)巡檢，檢查各類控制系統(tǒng)控制器、卡件的運(yùn)行狀態(tài)、24V直流電源的運(yùn)行狀態(tài)、電源主回路、重要電源分支回路供電開(kāi)關(guān)的狀態(tài)、機(jī)柜間溫度和濕度等多項(xiàng)內(nèi)容。

b)人工巡檢不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。儀表維護(hù)人員每天上下午需各巡檢1次，巡檢工作量大，設(shè)備出現(xiàn)問(wèn)題有可能不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)。同時(shí)，巡檢人員的水平、經(jīng)驗(yàn)和檢查標(biāo)準(zhǔn)參差不齊，有可能會(huì)發(fā)生漏檢現(xiàn)象。

2 平臺(tái)功能要求

根據(jù)調(diào)研，提出了儀控平臺(tái)建設(shè)方案需具有的功能要求：①實(shí)現(xiàn)24 h獲取實(shí)時(shí)信息和自動(dòng)推送，確保儀表專業(yè)技術(shù)人員早知道、早診斷、早處理；②機(jī)器替代原有的人工巡檢，避免人工檢查帶來(lái)的不確定性，讓檢查結(jié)果更權(quán)威；③提高工作效率，為儀表設(shè)備全生命周期管理積累和提供大數(shù)據(jù)支撐；④采用分步實(shí)施、逐步推進(jìn)的辦法，先推送報(bào)警信息，后實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程診斷。

平臺(tái)要求集現(xiàn)場(chǎng)儀表、控制系統(tǒng)、電源系統(tǒng)的集中監(jiān)測(cè)、分析診斷、故障處理閉環(huán)于一體，采用一般故障、控制系統(tǒng)故障和重要聯(lián)鎖回路故障三級(jí)管理辦法，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)+，由機(jī)器直接將信息點(diǎn)對(duì)點(diǎn)推送到各個(gè)層級(jí)的有關(guān)人員，從而形成對(duì)儀表設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控、報(bào)警推送、信息診斷、故障分析、處理閉環(huán)和數(shù)據(jù)累積的現(xiàn)代化遠(yuǎn)程管理。

3 實(shí)施措施

儀控設(shè)備健康管理平臺(tái)采用C/S結(jié)構(gòu)，服務(wù)器端從實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)采集關(guān)鍵設(shè)備、控制設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)，在現(xiàn)有條件下快速實(shí)現(xiàn)報(bào)警信號(hào)的采集和監(jiān)測(cè)，減少了投資同時(shí)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享和流動(dòng)。

3.1 監(jiān)控畫面

監(jiān)控畫面采用總貌圖、機(jī)柜平面布置圖、控制系統(tǒng)機(jī)柜卡件布置圖三級(jí)樹狀分層，逐級(jí)實(shí)時(shí)顯示控制系統(tǒng)運(yùn)行狀況，監(jiān)控人員可以精準(zhǔn)快速地定位故障點(diǎn)所在位置，提高響應(yīng)速度。

3.2 監(jiān)測(cè)點(diǎn)分布

對(duì)全公司在用冗余DCS控制器、冗余SIS控制器、冗余CCS控制器的所有卡件和通訊的健康狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，對(duì)全公司所有儀表機(jī)柜間的溫度和濕度、重要電源模塊報(bào)警等約1.8萬(wàn)個(gè)報(bào)警信號(hào)進(jìn)行監(jiān)控，共有監(jiān)控流程圖400多幅。

3.3 短信推送

首次采用手機(jī)短信方式，將各類報(bào)警和報(bào)警恢復(fù)的信息直接推送相關(guān)人員，及時(shí)有效通知儀表相關(guān)人員對(duì)故障或隱患進(jìn)行處理。

3.4 智能分析

隨著記錄數(shù)據(jù)不斷積累，監(jiān)控的信號(hào)不斷擴(kuò)充，智能判斷需要重點(diǎn)關(guān)注處理的儀表報(bào)警，查找深層次原因，及時(shí)發(fā)現(xiàn)儀表運(yùn)行中潛藏的故障苗頭，制定有效的防范措施并加以實(shí)施，提供儀表運(yùn)行的可靠性。

4 取得的效果

儀控設(shè)備健康管理平臺(tái)不僅采集了全公司各生產(chǎn)裝置的儀控系統(tǒng)信息，并將關(guān)鍵報(bào)警信息在鎮(zhèn)海煉化儀控部響應(yīng)中心進(jìn)行集中顯示，同時(shí)還按照裝置以及報(bào)警信息的重要程度，對(duì)報(bào)警信息進(jìn)行分級(jí)管理，并通過(guò)短信推送至相關(guān)人員的手機(jī)上，讓系統(tǒng)維護(hù)人員和主管專業(yè)技術(shù)人員第一時(shí)間了解到生產(chǎn)裝置控制系統(tǒng)的運(yùn)行情況，對(duì)發(fā)生的故障第一時(shí)間作出響應(yīng)和判斷處理，真正實(shí)現(xiàn)了對(duì)裝置控制系統(tǒng)健康狀況的24 h全天候監(jiān)控。表1為系統(tǒng)報(bào)警信息處理的典型案例。

表1 報(bào)警信息處理典型案例

a)徹底改變儀表故障處理模式，變被動(dòng)為主動(dòng)。該系統(tǒng)上線后，儀表故障處理由被動(dòng)響應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)維護(hù)，不僅采集各類系統(tǒng)診斷以及狀態(tài)信息進(jìn)行顯示報(bào)警，還具備短信報(bào)警功能，可以在報(bào)警發(fā)生后第一時(shí)間通過(guò)短信平臺(tái)通知相關(guān)人員處理，達(dá)到主動(dòng)檢查和處理儀表故障的目的，提高故障處理的質(zhì)量和響應(yīng)速度。

b)極大提高儀表巡檢質(zhì)量及效率，可逐步替代儀表維護(hù)人員的日常人工巡檢。通過(guò)計(jì)算機(jī)代替人工巡查，能夠嚴(yán)格按照既定標(biāo)準(zhǔn)和檢查范圍，全天24h無(wú)死區(qū)檢查，同時(shí)把相關(guān)人員從繁重的巡檢工作中解脫出來(lái)。

c)為儀控設(shè)備全生命周期管理提供數(shù)據(jù)支撐。該系統(tǒng)采集系統(tǒng)各類故障報(bào)警信息并進(jìn)行記錄，可以分門別類進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，為“大數(shù)據(jù)”分析提供支撐，最終成為儀表專業(yè)維護(hù)專家?guī)斓囊粋€(gè)重要組成部分。

PAS系統(tǒng)自2016年底試運(yùn)行以來(lái)，已主動(dòng)發(fā)現(xiàn)各類儀表設(shè)備故障數(shù)十項(xiàng)，有效避免事故擴(kuò)大。PAS系統(tǒng)的成功上線對(duì)提高儀控設(shè)備可靠性具有不可替代的重要意義，標(biāo)志著公司儀表管理邁入“互聯(lián)網(wǎng)+智能化”時(shí)代。

5 改進(jìn)方向

a)進(jìn)一步完善儀控設(shè)備健康管理平臺(tái)數(shù)據(jù)，后續(xù)要新增裝置SIS系統(tǒng)，這些系統(tǒng)信息包含了大機(jī)組狀態(tài)監(jiān)測(cè)、爐子進(jìn)料數(shù)據(jù)、緊急停車參數(shù)等，從而對(duì)重要儀表的監(jiān)控將更全面高效，為生產(chǎn)裝置安、穩(wěn)、長(zhǎng)、滿、優(yōu)運(yùn)行夯實(shí)基礎(chǔ)。

b)細(xì)化和挖掘環(huán)保儀表等智能化需求，盡快將環(huán)保儀表智能診斷功能納入到管理平臺(tái)，以提高環(huán)保儀表設(shè)備可靠性。

c)探索將調(diào)節(jié)閥智能監(jiān)控項(xiàng)目納入管理平臺(tái)，采用智能診斷的思維，提取特征參數(shù)判斷閥門卡澀和泄漏情況，并以降低閥門的故障特性，提高預(yù)防性主動(dòng)維修，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)裝置重要儀表和調(diào)節(jié)閥智能監(jiān)控項(xiàng)目全方位覆蓋。

d)推行儀表人員現(xiàn)場(chǎng)視頻單兵系統(tǒng)的應(yīng)用，強(qiáng)化現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)監(jiān)護(hù)效果，加大后臺(tái)實(shí)時(shí)視頻對(duì)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)的技術(shù)指導(dǎo)，加快解決現(xiàn)場(chǎng)處理各類問(wèn)題的速度。