SCADA系統(tǒng)在輸油泵機(jī)組中的應(yīng)用

SCADA系統(tǒng)在輸油泵機(jī)組中的應(yīng)用中圖分類號(hào)：TE974.1文件表記碼：A文章編號(hào)：1009-914X（2018）25-0355-01輸油泵機(jī)組是原油傳輸系統(tǒng)的要點(diǎn)設(shè)備。設(shè)備能否安全運(yùn)行關(guān)乎到整個(gè)企業(yè)生產(chǎn)能否正常運(yùn)作。在實(shí)質(zhì)生產(chǎn)中大型機(jī)組簡(jiǎn)單發(fā)生電機(jī)過(guò)熱、過(guò)電流、泵溫過(guò)高、振動(dòng)大、密封泄漏等多種故障。而目前國(guó)內(nèi)對(duì)大型設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和故障診斷的研究尚處于起步階段。多數(shù)要點(diǎn)的機(jī)組設(shè)備還以計(jì)劃維修、按期養(yǎng)護(hù)為主，尚缺乏遠(yuǎn)程監(jiān)控和相應(yīng)的保護(hù)系統(tǒng)。計(jì)劃維修帶有必定盲目性，無(wú)形之中增添了維修成本，降低了工作效率，有些安全隱患也很難即時(shí)發(fā)現(xiàn)。SCADA（SupervisoryControlAndDataAcquisition）系統(tǒng)，即數(shù)據(jù)收集與督查控制系統(tǒng)是以計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和現(xiàn)代控制理論為基礎(chǔ)的生產(chǎn)過(guò)程控制與調(diào)換自動(dòng)化系統(tǒng)。系統(tǒng)經(jīng)過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行設(shè)備和工況的督查和控制，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、設(shè)備控制、狀態(tài)檢測(cè)等功能，可以對(duì)泵組進(jìn)行安全監(jiān)測(cè)，及時(shí)反響泵組的行狀態(tài)，而且對(duì)有故障也許潛伏故障的設(shè)備進(jìn)行及時(shí)故障解析，在此基礎(chǔ)上增添相應(yīng)的各項(xiàng)保護(hù)，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)組運(yùn)行全天候、全方向的監(jiān)控和保護(hù)，保證生產(chǎn)的順利運(yùn)行。經(jīng)過(guò)正確立位輸油泵機(jī)組的潛伏故障要素，也為擬定保護(hù)措施供給必需的依照，從而防范按期維修，實(shí)現(xiàn)科學(xué)的擁有預(yù)制性的“視情維修”，節(jié)約成本。我處的輸油泵機(jī)組采納了上海?？怂共_企業(yè)的SCADA系統(tǒng)，由遠(yuǎn)程IO站、邏輯辦理單元、通信系統(tǒng)、上位管理站及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成。采納成熟的冗余結(jié)構(gòu)，由一對(duì)冗余的辦理器單元和遠(yuǎn)程IO單元構(gòu)成，全部現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)經(jīng)過(guò)傳感器、IO收集單元、邏輯辦理單元、通信單元、上位機(jī)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場(chǎng)工況監(jiān)測(cè)、信號(hào)解析辦理、數(shù)據(jù)辦理、故障診斷等工作。系統(tǒng)可經(jīng)過(guò)MobdusPlus總線進(jìn)行通信擴(kuò)展，實(shí)現(xiàn)與其他第三方設(shè)備的通信接口，并可經(jīng)過(guò)網(wǎng)絡(luò)及路由可實(shí)現(xiàn)大型集中控制，具備多層控制的功能。此結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)處是系統(tǒng)便于控制，擴(kuò)展簡(jiǎn)單。系統(tǒng)圖以下：針對(duì)泵機(jī)組的參數(shù)收集與控制，主要有泵體、電機(jī)即其它參數(shù)的收集與控制，包含幾類信號(hào)：RTD（熱電阻）信號(hào)、AI（4～20mA）信號(hào)、DI（開(kāi)關(guān)量輸入）信號(hào)、DO（開(kāi)關(guān)量輸出）信號(hào)。主要工藝參數(shù)參數(shù)包含：泵及電機(jī)各監(jiān)測(cè)點(diǎn)溫度，共有9個(gè)溫度監(jiān)測(cè)點(diǎn)，包含電機(jī)定子溫度、軸承溫度、泵密封溫度等溫度點(diǎn)，監(jiān)測(cè)各主要運(yùn)行溫度點(diǎn)；振動(dòng)監(jiān)測(cè)，共2個(gè)振動(dòng)檢測(cè)，電機(jī)端振動(dòng)、泵端振動(dòng)；壓力監(jiān)測(cè)，共3個(gè)壓力監(jiān)測(cè)點(diǎn)，監(jiān)控泵進(jìn)口、出口運(yùn)行壓力及過(guò)濾器前后差壓等；泄漏監(jiān)測(cè)，共1個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，主要為泵泄漏監(jiān)測(cè)；這些現(xiàn)場(chǎng)接收到的信號(hào)，被變換為模擬信號(hào)上傳至PLC，也許經(jīng)過(guò)通信總線上傳至PLC，再經(jīng)過(guò)以太網(wǎng)modbus）傳遞到上位操作員站（HMI），可以及時(shí)顯示機(jī)泵運(yùn)行的狀態(tài)，認(rèn)識(shí)輸油狀態(tài)。系統(tǒng)中還包含了三臺(tái)機(jī)組出口閥門開(kāi)啟度的最優(yōu)控制；各測(cè)點(diǎn)越限時(shí)聲光報(bào)警和打印、斷電保護(hù)；人機(jī)對(duì)話的圖形顯示、參數(shù)統(tǒng)計(jì)和各種報(bào)表的打印。系統(tǒng)的故障解析是對(duì)收集數(shù)據(jù)信息進(jìn)行時(shí)域解析，頻域解析，小波解析等科學(xué)解析，經(jīng)過(guò)必定的算法和歷史數(shù)據(jù)累積，供給潛伏的故障報(bào)警。在SCADA系統(tǒng)對(duì)運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行及時(shí)監(jiān)測(cè)的基礎(chǔ)上，依據(jù)設(shè)備工藝特征及運(yùn)行工況狀況，我們對(duì)輸油泵機(jī)組供給了針對(duì)性的報(bào)警及保護(hù)，主要分為兩類：參數(shù)涉及超限報(bào)警及超高限聯(lián)鎖保護(hù)停機(jī)、參數(shù)只涉及超限報(bào)警不參加超高限聯(lián)鎖保護(hù)停機(jī)：為保證信號(hào)的靠譜性，在保護(hù)邏輯運(yùn)行中加入了現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)的智能辦理，濾除擾動(dòng)信號(hào)及誤信號(hào)，防范系統(tǒng)聯(lián)鎖保護(hù)誤動(dòng)作。擾動(dòng)信號(hào)及攪亂使用數(shù)字濾波的方法進(jìn)行辦理，依照不一樣的運(yùn)行參數(shù)設(shè)置不一樣的濾波時(shí)間，達(dá)到既可保證信號(hào)的響應(yīng)時(shí)間要求又可保證濾除攪亂的目的。誤信號(hào)的智能處理主要包含溫度和壓力兩種信號(hào)，系統(tǒng)收集A/D轉(zhuǎn)變辦理的原理為線性解析與辦理，當(dāng)信號(hào)出現(xiàn)異樣狀況時(shí)A/D變換可能就會(huì)出現(xiàn)誤信號(hào)，溫度出現(xiàn)斷路時(shí)收集溫度值會(huì)引入一個(gè)錯(cuò)誤的極大值，壓力信號(hào)出現(xiàn)斷路時(shí)會(huì)引入一個(gè)錯(cuò)誤的極小值，假如不加以鑒別與辦理，將會(huì)帶來(lái)系統(tǒng)的聯(lián)鎖誤動(dòng)作，針對(duì)這兩種狀況，經(jīng)過(guò)程序中加入邏輯判斷，保證信號(hào)在可靠的有效地域內(nèi)進(jìn)行報(bào)警與聯(lián)鎖的邏輯保護(hù)。圖2為系統(tǒng)邏輯圖。詳盡來(lái)說(shuō)，有下邊幾個(gè)典型的監(jiān)控和保護(hù)事例：1、我們?cè)谳斢捅秒姍C(jī)和轉(zhuǎn)軸點(diǎn)安裝了一套振動(dòng)信號(hào)采集傳感系統(tǒng)，對(duì)傳感器收集回來(lái)的原始信號(hào)先進(jìn)行預(yù)辦理，去除異樣點(diǎn)，除掉惹起偏差的趨向項(xiàng)，并做線性濾波。當(dāng)機(jī)組的旋轉(zhuǎn)零件（包含驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)子、泵軸、葉輪、軸承等），高速運(yùn)行時(shí)，各個(gè)零件都以不一樣的頻率振動(dòng)，此中任何一個(gè)零件出現(xiàn)異樣，便以其獨(dú)有的頻率加劇振動(dòng)。這些頻率數(shù)據(jù)被送到上位機(jī)，經(jīng)過(guò)解析振動(dòng)主頻率與轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速（基頻）之間的關(guān)系，當(dāng)振動(dòng)超10mm/s值時(shí)，可以以為此中某個(gè)部件存在故障隱患，需要安排維修。2、我們?cè)诒脷ぐ惭b了溫度保護(hù)裝置。依據(jù)對(duì)歷史數(shù)據(jù)的解析，泵葉輪的旋轉(zhuǎn)剪切作用會(huì)將泵送介質(zhì)的溫度提升3～5度，我們依據(jù)油品的最高溫度來(lái)確立泵殼的最后保護(hù)溫度，防范因油品汽化對(duì)葉輪造成損害，同時(shí)可以防范因夏天高溫而常常發(fā)生保護(hù)性甩泵。3、xxxx輸油泵機(jī)組SCADA監(jiān)控系統(tǒng)自2011年11月現(xiàn)場(chǎng)安裝正式運(yùn)行以來(lái)，工作穩(wěn)固靠譜。因?yàn)閷?duì)機(jī)組進(jìn)行了及時(shí)監(jiān)控，使機(jī)組一直在最正確工況下運(yùn)行，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和消除了多次事故隱患，同時(shí)設(shè)備的視情維修也節(jié)約了大批成本。我們