基于SOA 架構(gòu)的遠程監(jiān)測診斷系統(tǒng)的應(yīng)用

李 犇，李 成，解英南

（中國石油遼陽石化分公司，遼寧遼陽 111003）

0 引言

廣泛應(yīng)用于石化工業(yè)的高速透平機械、大型泵、風(fēng)機、壓縮機、離心機等機泵設(shè)備與生產(chǎn)過程緊密相連，形成“人-機-過程-環(huán)境”大系統(tǒng)。這類系統(tǒng)一旦發(fā)生故障可能導(dǎo)致重大事故，并造成巨大經(jīng)濟損失。隨著設(shè)備的自動化、智能化程度提高，設(shè)備管理日趨精細，傳統(tǒng)的管理模式已經(jīng)不適合現(xiàn)代管理要求。遠程診斷技術(shù)可以加強維修決策的科學(xué)性，提高設(shè)備管理信息化的水平，成為保障設(shè)備安全運行，提高設(shè)備利用率，降低設(shè)備故障率及企業(yè)運營成本，提升企業(yè)核心競爭力、管理受控的必要手段。

1 國內(nèi)煉化企業(yè)狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

近年來國內(nèi)煉化企業(yè)應(yīng)用了許多信息化軟件，如ERP、EAM、MES、LIMS、GIS、PMIS、機組狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)、機泵巡檢系統(tǒng)、腐蝕監(jiān)測系統(tǒng)等。這些系統(tǒng)存在二次開發(fā)難度大，靈活性、適用性差等缺陷，系統(tǒng)缺少統(tǒng)一的數(shù)據(jù)接口，形成一個個功能單一的信息孤島，無法實現(xiàn)信息共享。因此迫切需要開發(fā)以設(shè)備遠程診斷網(wǎng)為代表的動態(tài)數(shù)據(jù)平臺，來整合ERP、EAM、GIS、振動及腐蝕等實時數(shù)據(jù)，以滿足企業(yè)的安全與維修需要。

石化生產(chǎn)風(fēng)險較大，一旦發(fā)生災(zāi)害，畢然危及人身和設(shè)備，直接經(jīng)濟損失較大，引發(fā)停產(chǎn)造成的間接損失更是驚人。企業(yè)對設(shè)備安全保障技術(shù)的需求十分強烈，因此建立一個旨在解決企業(yè)信息孤島問題的動態(tài)數(shù)據(jù)平臺十分必要。可通過企業(yè)服務(wù)總線ESB 將ERP、MES、EAM、GIS、狀態(tài)監(jiān)測等應(yīng)用系統(tǒng)有機整合，結(jié)合移動設(shè)備管理和工藝管理等手段，對現(xiàn)場數(shù)據(jù)進行綜合化的分析處理和多參數(shù)融合的精確診斷，并將診斷信息傳送給相關(guān)企業(yè)的設(shè)備信息化系統(tǒng)，自動生成工作計劃，實現(xiàn)大型復(fù)雜設(shè)備的智能維修。

2 基于SOA 架構(gòu)的關(guān)鍵機組遠程監(jiān)測診斷系統(tǒng)應(yīng)用情況

某企業(yè)近幾年應(yīng)用基于SOA 架構(gòu)的關(guān)鍵機組遠程監(jiān)測診斷系統(tǒng)（以下稱SOA 系統(tǒng)）后，能夠系統(tǒng)研究該企業(yè)關(guān)鍵機組的故障原因，首次構(gòu)建了基于SOA 架構(gòu)的技術(shù)裝備遠程實時診斷系統(tǒng)及動態(tài)信息平臺，實現(xiàn)了關(guān)鍵機組的原位與在線檢測、故障診斷的有機結(jié)合，創(chuàng)新了關(guān)鍵機組維修檢測手段，提高了關(guān)鍵機組保障能力，具有顯著的經(jīng)濟效益。SOA 系統(tǒng)已為該公司開展了200 余項遠程診斷及現(xiàn)場診斷，取得重大經(jīng)濟效益，減少了設(shè)備故障及停機所造成的維修及生產(chǎn)損失。

同時利用關(guān)鍵機組狀態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)、MES/DCS 生產(chǎn)工藝量等數(shù)據(jù)，搭建了中國石油煉化企業(yè)關(guān)鍵機組的動態(tài)數(shù)據(jù)平臺，完成百余項關(guān)鍵機組典型故障案例的知識庫建立。利用數(shù)據(jù)挖掘和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等先進技術(shù)，開發(fā)了基于趨勢預(yù)測的智能診斷工具箱，建立了涵蓋FFT、小波分析、相關(guān)分析、全息譜等專業(yè)分析工具的中國石油煉油與化工分公司統(tǒng)一的振動數(shù)據(jù)專業(yè)分析軟件包，提供各種輔助診斷工具和靈敏監(jiān)測，以及快、緩變報警等報警功能。

3 SOA 系統(tǒng)應(yīng)用案例

該企業(yè)的一部催化主風(fēng)機（機組概貌如圖1 所示）的VT-71012X/Y 測點振值于2019 年5 月29 日20:19 開始出現(xiàn)下降，尤其VT-71012X 測點振值下降明顯。從監(jiān)測系統(tǒng)上看，從20:19:44 的59.6 μm 降至20:24:09 的41.6 μm，經(jīng)過4 min 降了18 μm（VT-71012X/Y 測點振動趨勢如圖2 所示）。測點間隙電壓均在線性范圍之內(nèi)，表明儀表探頭及線路無問題，信號真實，但VT-71011X 測點振值不到1 μm，表明該測點探頭已損壞或未接信號。從煙機軸位移趨勢看，整個過程未見明顯變化，趨勢較穩(wěn)定；從軸瓦溫度趨勢看，振動變化前后煙機各軸瓦溫度趨勢較穩(wěn)定，幅值在72 ℃以下，軸瓦溫度狀態(tài)良好，沒有隨振動變化而變化。

圖1 催化主風(fēng)機結(jié)構(gòu)

圖2 VT-71012X/Y 測點近1 周振動趨勢

某日，VT-71012X/Y 測點振值開始出現(xiàn)波動并上漲，但VT-71011Y 振值一直較為平穩(wěn)，未與VT-71012X/Y 測點振值同時波動。VT-71012X/Y 測點在振值下降前后及過程中，該測點軸心軌跡進動方向變化無規(guī)律，軌跡雜亂，該測點頻率成分以工頻為主（VT-71012X/Y 測點頻譜如圖3 所示），伴有明顯的倍頻成分，波動時以工頻波動為主。通過在線系統(tǒng)的相關(guān)圖譜以及現(xiàn)場了解的實際情況，分析認為引起煙機VT-71012X/Y 測點振值出現(xiàn)波動的原因可能為：煙機軸瓦存在輕微碰磨。其后的檢維修證實此分析是準(zhǔn)確的（如圖4 所示）。

圖3 VT-71012X/Y 測點頻譜

圖4 現(xiàn)場檢維修時發(fā)現(xiàn)機組故障

3 結(jié)論

面向服務(wù)的架構(gòu)（SOA）是一種不局限于任何特定技術(shù)或廠商的架構(gòu)方法，屏蔽了不同平臺、編程語言、操作系統(tǒng)和硬件架構(gòu)之間的差異，將企業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)中的分散功能組合成可互操作的、基于標(biāo)準(zhǔn)的服務(wù)，使其能被重組和重用，從而快速滿足業(yè)務(wù)需求?；赟OA 的系統(tǒng)架構(gòu)及系統(tǒng)集成模型設(shè)計與開發(fā)，可實現(xiàn)監(jiān)控測量數(shù)據(jù)與狀態(tài)監(jiān)測、GIS、風(fēng)險分析、診斷分析、工作流事物管理等系統(tǒng)功能的互聯(lián)互通，最終形成開放式體系結(jié)構(gòu)。該系統(tǒng)的成功應(yīng)用能夠及時發(fā)現(xiàn)機組運行故障，提高預(yù)知維修準(zhǔn)確率，降低運行成本，同時能夠保障機組穩(wěn)定運行，避免重大安全事故的發(fā)生。