井口車載壓縮機(jī)組遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺(tái)的研究與應(yīng)用

李大昊

(北京杰利陽能源設(shè)備制造有限公司，北京 密云 101500)

1 引言

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展與互聯(lián)網(wǎng)覆蓋的逐漸普及，工業(yè)生產(chǎn)工程中遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)的應(yīng)用變得越來越重要?；?G網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)受到企業(yè)管理者的高度認(rèn)識(shí)，將傳統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相結(jié)合已經(jīng)成為監(jiān)控技術(shù)的重點(diǎn)方向。隨著國內(nèi)天然氣工業(yè)的迅速發(fā)展，作為天然氣生產(chǎn)過程中的關(guān)鍵設(shè)備，對(duì)井口車載壓縮機(jī)組(以下簡(jiǎn)稱壓縮機(jī)組)的需求越來越多，為了減少因壓縮機(jī)組故障而造成的損失，提高它的可靠性，給壓縮機(jī)組搭建一套可靠的遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺(tái)是非常重要的。

2 設(shè)計(jì)背景

傳統(tǒng)的壓縮機(jī)組監(jiān)控系統(tǒng)主要是由PLC與觸摸屏組成，壓縮機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)、運(yùn)行參數(shù)以及報(bào)警等信息都顯示在現(xiàn)場(chǎng)的觸摸屏上?，F(xiàn)場(chǎng)人員需要對(duì)壓縮機(jī)組定時(shí)巡檢，觀察壓縮機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)，并對(duì)壓縮機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)、運(yùn)行參數(shù)、報(bào)警等信息進(jìn)行記錄。傳統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)存在地點(diǎn)單一、范圍局限，面對(duì)范圍大、跨區(qū)域的設(shè)備不能進(jìn)行同時(shí)監(jiān)控，壓縮機(jī)組的管理人員以及工程師不能實(shí)時(shí)了解壓縮機(jī)組的運(yùn)行狀況、運(yùn)行參數(shù)以及報(bào)警信息等。對(duì)壓縮機(jī)組的后期維護(hù)保養(yǎng)增加了不必要的成本。

遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺(tái)通過傳統(tǒng)的PLC監(jiān)控系統(tǒng)與GRM523YW遠(yuǎn)程模塊相結(jié)合，并通過4G網(wǎng)絡(luò)對(duì)壓縮機(jī)組的各種運(yùn)行參數(shù)報(bào)警信息等進(jìn)行遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控、記錄與控制，突破了范圍大、跨區(qū)域不能進(jìn)行同時(shí)監(jiān)控的限制，降低維護(hù)成本，實(shí)現(xiàn)對(duì)壓縮機(jī)組的數(shù)據(jù)采集、監(jiān)控以及信息自動(dòng)定時(shí)記錄等功能，通過遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺(tái)管理人員與工程師不必到現(xiàn)場(chǎng)就可以對(duì)壓縮機(jī)組進(jìn)行系統(tǒng)監(jiān)控和故障診斷，實(shí)現(xiàn)異地資源共享，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，節(jié)約成本。對(duì)壓縮機(jī)組的后期維護(hù)保養(yǎng)與管理有著重要的意義。

3 遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺(tái)的設(shè)計(jì)

3.1 傳統(tǒng)PLC監(jiān)控系統(tǒng)

傳統(tǒng)PLC監(jiān)控系統(tǒng)如圖1顯示(黑色部分)，儀表數(shù)據(jù)、壓縮機(jī)數(shù)據(jù)、發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)的參數(shù)采集完成后傳給PLC，采集的數(shù)據(jù)在PLC內(nèi)部處理完成后在傳到觸摸屏上進(jìn)行集中顯示，設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)控以及參數(shù)記錄等工作都必須現(xiàn)場(chǎng)完成，這種傳統(tǒng)的PLC監(jiān)控系統(tǒng)地點(diǎn)單一、范圍局限，面對(duì)范圍大、跨區(qū)域的縮機(jī)機(jī)組不能同時(shí)監(jiān)控，管理人員以及工程師不能實(shí)時(shí)了解設(shè)備實(shí)時(shí)的運(yùn)行狀況以及運(yùn)行參數(shù)。在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)不能及時(shí)高效的了解現(xiàn)場(chǎng)情況，更無法快速的給出處理意見。

3.2 遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺(tái)

從圖1中可以看出，壓縮機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺(tái)是基于傳統(tǒng)的PLC監(jiān)控系統(tǒng)與GRM532YW遠(yuǎn)程通訊模塊相結(jié)合而構(gòu)成的。傳統(tǒng)的PLC監(jiān)控系統(tǒng)把壓縮機(jī)組實(shí)時(shí)的運(yùn)行狀態(tài)以及運(yùn)行參數(shù)等信息通過GRM532YW遠(yuǎn)程通訊模塊傳到巨控云監(jiān)控服務(wù)器，然后我們的管理人員以及工程師可以通過電腦或者手機(jī)登錄巨控云監(jiān)控服務(wù)器，對(duì)壓縮機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)以及運(yùn)行參數(shù)等信息進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，通過遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺(tái)對(duì)壓縮機(jī)組的實(shí)時(shí)監(jiān)控，我們的管理人員與工程師在不到現(xiàn)場(chǎng)的情況下就可以對(duì)壓縮機(jī)組的故障做出預(yù)判以及在現(xiàn)場(chǎng)壓縮機(jī)組出現(xiàn)故障時(shí)能快速分析并給出處理意見，對(duì)壓縮機(jī)組故障的處理更加快捷、高效，對(duì)后期的維護(hù)管理有著重要的意義。

圖1 遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺(tái)總體結(jié)構(gòu)

GRM532YW遠(yuǎn)程通訊模塊采用的是一種非透?jìng)髂Ｊ降?G遠(yuǎn)程監(jiān)控，消除了傳統(tǒng)的透?jìng)髂Ｊ降母鞣N缺點(diǎn)，無需搭建中心服務(wù)器以及其他的硬件設(shè)備，就可以實(shí)現(xiàn)4G遠(yuǎn)程監(jiān)控，并且響應(yīng)速度塊，擴(kuò)展性好。

4 GRM523YW配置

4.1 關(guān)聯(lián)變量

運(yùn)行GRM500 開發(fā)系統(tǒng)GRM Developer，新建工程，選擇遠(yuǎn)程通訊模塊的設(shè)備型號(hào)GRM523YW; 設(shè)置GRM523YW與下位機(jī)PLC通訊協(xié)議為標(biāo)準(zhǔn)的Ethernet IP_ ControlLoglx通訊協(xié)議，創(chuàng)建設(shè)備名稱并設(shè)置與之相連的下位機(jī)PLC的通訊地址、從機(jī)號(hào)、網(wǎng)絡(luò)端口等信息。

通訊協(xié)議建立完成以后，在GRM Developer中建立相應(yīng)的溫度、壓力、振動(dòng)、轉(zhuǎn)速等壓縮機(jī)組的相關(guān)參數(shù)，并根據(jù)壓縮機(jī)組PLC中各參數(shù)的類型以及地址與GRM Developer建立的變量關(guān)聯(lián)好，針對(duì)每個(gè)變量，設(shè)計(jì)好變量的屬性以及Web屬性。

巨控組態(tài)配置完成以后下載到GRM523YW模塊中，即可通過巨控云監(jiān)控服務(wù)器實(shí)現(xiàn)對(duì)壓縮機(jī)組參數(shù)的網(wǎng)頁管理與手機(jī)管理。

4.2 監(jiān)控界面配置

監(jiān)控界面管理設(shè)計(jì)有“參數(shù)顯示”、“報(bào)警顯示”、“參數(shù)設(shè)置”、“硬件參數(shù)”、“壓力實(shí)時(shí)曲線”、“進(jìn)排氣溫度實(shí)時(shí)曲線”、“軸瓦溫度實(shí)時(shí)曲線”、“其他變量實(shí)時(shí)曲線”、“地圖”、“報(bào)警短信”、“歷史數(shù)據(jù)表”等11個(gè)界面，通過這些界面我們可以監(jiān)控車載壓縮機(jī)組各儀表的運(yùn)行狀態(tài)、運(yùn)行參數(shù)、實(shí)時(shí)的曲線變化、硬件參數(shù)、地理位置、報(bào)警信息以及歷史數(shù)據(jù)報(bào)表的下載與存儲(chǔ)，圖2以手機(jī)界面的參數(shù)顯示、參數(shù)設(shè)置以及歷史數(shù)據(jù)表來展示。

圖2 手機(jī)界面部分配置展示

5 總結(jié)

隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展，基于4G模式的遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺(tái)改變了傳統(tǒng)的PLC監(jiān)控方式，將瀏覽器以及手機(jī)作為人機(jī)界面，實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)化設(shè)備的異地監(jiān)控與維護(hù)，合理地利用了設(shè)備廠商、維護(hù)工程師和現(xiàn)場(chǎng)資源，有效地提高了工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備運(yùn)行能力，大大降低了故障發(fā)生率和維修時(shí)間，極大程度地保障了正常生產(chǎn)。為工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)設(shè)備的安全、有效、節(jié)能的運(yùn)行提供了有利的保障。同時(shí)，隨著互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)時(shí)代的到來，把設(shè)備監(jiān)控提高到了一個(gè)新的高度，即建立了工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)、維護(hù)工程師和客戶之前的高效信息溝通橋梁，將三者緊密的結(jié)合在一起，工程師還可以通過不斷的積累現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備監(jiān)控和故障診斷的經(jīng)驗(yàn)，為完善工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備的功能、改進(jìn)制造工藝和設(shè)計(jì)新產(chǎn)品提供有力依據(jù)，具有極高的使用價(jià)值和戰(zhàn)略意義。