SCADA系統(tǒng)在輸油泵機組中的應(yīng)用

SCADA系統(tǒng)在輸油泵機組中的應(yīng)用中圖分類號：TE974.1文件表記碼：A文章編號：1009-914X（2018）25-0355-01輸油泵機組是原油傳輸系統(tǒng)的要點設(shè)備。設(shè)備能否安全運行關(guān)乎到整個企業(yè)生產(chǎn)能否正常運作。在實質(zhì)生產(chǎn)中大型機組簡單發(fā)生電機過熱、過電流、泵溫過高、振動大、密封泄漏等多種故障。而目前國內(nèi)對大型設(shè)備狀態(tài)進行監(jiān)測和故障診斷的研究尚處于起步階段。多數(shù)要點的機組設(shè)備還以計劃維修、按期養(yǎng)護為主，尚缺乏遠(yuǎn)程監(jiān)控和相應(yīng)的保護系統(tǒng)。計劃維修帶有必定盲目性，無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)是以計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和現(xiàn)代控制理論為基礎(chǔ)的生產(chǎn)過程控制與調(diào)換自動化系統(tǒng)。系統(tǒng)經(jīng)過對現(xiàn)場運行設(shè)備和工況的督查和控制，以實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、設(shè)備控制、狀態(tài)檢測等功能，可以對泵組進行安全監(jiān)測，及時反響泵組的行狀態(tài)，而且對有故障也許潛伏故障的設(shè)備進行及時故障解析，在此基礎(chǔ)上增添相應(yīng)的各項保護，從而實現(xiàn)機組運行全天候、全方向的監(jiān)控和保護，保證生產(chǎn)的順利運行。經(jīng)過正確立位輸油泵機組的潛伏故障要素，也為擬定保護措施供給必需的依照，從而防范按期維修，實現(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)、上位管理站及計算機網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成。采納成熟的冗余結(jié)構(gòu)，由一對冗余的辦理器單元和遠(yuǎn)程IO單元構(gòu)成，全部現(xiàn)場信號經(jīng)過傳感器、IO收集單元、邏輯辦理單元、通信單元、上位機系統(tǒng)實現(xiàn)了現(xiàn)場工況監(jiān)測、信號解析辦理、數(shù)據(jù)辦理、故障診斷等工作。系統(tǒng)可經(jīng)過MobdusPlus總線進行通信擴展，實現(xiàn)與其他第三方設(shè)備的通信接口，并可經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)及路由可實現(xiàn)大型集中控制，具備多層控制的功能。此結(jié)構(gòu)的長處是系統(tǒng)便于控制，擴展簡單。系統(tǒng)圖以下：針對泵機組的參數(shù)收集與控制，主要有泵體、電機即其它參數(shù)的收集與控制，包含幾類信號：RTD（熱電阻）信號、AI（4～20mA）信號、DI（開關(guān)量輸入）信號、DO（開關(guān)量輸出）信號。主要工藝參數(shù)參數(shù)包含：泵及電機各監(jiān)測點溫度，共有9個溫度監(jiān)測點，包含電機定子溫度、軸承溫度、泵密封溫度等溫度點，監(jiān)測各主要運行溫度點；振動監(jiān)測，共2個振動檢測，電機端振動、泵端振動；壓力監(jiān)測，共3個壓力監(jiān)測點，監(jiān)控泵進口、出口運行壓力及過濾器前后差壓等；泄漏監(jiān)測，共1個監(jiān)測點，主要為泵泄漏監(jiān)測；這些現(xiàn)場接收到的信號，被變換為模擬信號上傳至PLC，也許經(jīng)過通信總線上傳至PLC，再經(jīng)過以太網(wǎng)modbus）傳遞到上位操作員站（HMI），可以及時顯示機泵運行的狀態(tài)，認(rèn)識輸油狀態(tài)。系統(tǒng)中還包含了三臺機組出口閥門開啟度的最優(yōu)控制；各測點越限時聲光報警和打印、斷電保護；人機對話的圖形顯示、參數(shù)統(tǒng)計和各種報表的打印。系統(tǒng)的故障解析是對收集數(shù)據(jù)信息進行時域解析，頻域解析，小波解析等科學(xué)解析，經(jīng)過必定的算法和歷史數(shù)據(jù)累積，供給潛伏的故障報警。在SCADA系統(tǒng)對運行數(shù)據(jù)進行及時監(jiān)測的基礎(chǔ)上，依據(jù)設(shè)備工藝特征及運行工況狀況，我們對輸油泵機組供給了針對性的報警及保護，主要分為兩類：參數(shù)涉及超限報警及超高限聯(lián)鎖保護停機、參數(shù)只涉及超限報警不參加超高限聯(lián)鎖保護停機：為保證信號的靠譜性，在保護邏輯運行中加入了現(xiàn)場信號的智能辦理，濾除擾動信號及誤信號，防范系統(tǒng)聯(lián)鎖保護誤動作。擾動信號及攪亂使用數(shù)字濾波的方法進行辦理，依照不一樣的運行參數(shù)設(shè)置不一樣的濾波時間，達到既可保證信號的響應(yīng)時間要求又可保證濾除攪亂的目的。誤信號的智能處理主要包含溫度和壓力兩種信號，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)信號出現(xiàn)異樣狀況時A/D變換可能就會出現(xiàn)誤信號，溫度出現(xiàn)斷路時收集溫度值會引入一個錯誤的極大值，壓力信號出現(xiàn)斷路時會引入一個錯誤的極小值，假如不加以鑒別與辦理，將會帶來系統(tǒng)的聯(lián)鎖誤動作，針對這兩種狀況，經(jīng)過程序中加入邏輯判斷，保證信號在可靠的有效地域內(nèi)進行報警與聯(lián)鎖的邏輯保護。圖2為系統(tǒng)邏輯圖。詳盡來說，有下邊幾個典型的監(jiān)控和保護事例：1、我們在輸油泵電機和轉(zhuǎn)軸點安裝了一套振動信號采集傳感系統(tǒng)，對傳感器收集回來的原始信號先進行預(yù)辦理，去除異樣點，除掉惹起偏差的趨向項，并做線性濾波。當(dāng)機組的旋轉(zhuǎn)零件（包含驅(qū)動電機轉(zhuǎn)子、泵軸、葉輪、軸承等），高速運行時，各個零件都以不一樣的頻率振動，此中任何一個零件出現(xiàn)異樣，便以其獨有的頻率加劇振動。這些頻率數(shù)據(jù)被送到上位機，經(jīng)過解析振動主頻率與轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速（基頻）之間的關(guān)系，當(dāng)振動超10mm/s值時，可以以為此中某個部件存在故障隱患，需要安排維修。2、我們在泵殼安裝了溫度保護裝置。依據(jù)對歷史數(shù)據(jù)的解析，泵葉輪的旋轉(zhuǎn)剪切作用會將泵送介質(zhì)的溫度提升3～5度，我們依據(jù)油品的最高溫度來確立泵殼的最后保護溫度，防范因油品汽化對葉輪造成損害，同時可以防范因夏天高溫而常常發(fā)生保護性甩泵。3、xxxx輸油泵機組SCADA監(jiān)控系統(tǒng)自2011年11月現(xiàn)場安裝正式運行以來，工作穩(wěn)固靠譜。因為對機組進行了及時監(jiān)控，使機組一直在最正確工況下運行，及時發(fā)現(xiàn)和消除了多次事故隱患，同時設(shè)備的視情維修也節(jié)約了大批成本。我們