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閥門(mén)狀態(tài)監(jiān)測(cè)App助力青島煉化智能工廠

走過(guò)鱗次櫛比的塔罐和蜿蜒曲折的金屬管道，小林正逐一仔細(xì)地檢查閥門(mén)的情況。作為中石化青島煉化工廠化學(xué)水車(chē)間的維保人員，他的工作量最近越來(lái)越大了。

因?yàn)橐胫篱y門(mén)的狀態(tài)：當(dāng)前發(fā)生了什么、曾經(jīng)發(fā)生了什么、都有哪些報(bào)警信息，都需要維保人員一一手動(dòng)去檢查并記錄下來(lái)。不但如此，閥門(mén)是否需要維護(hù)、健康狀態(tài)如何、如果有問(wèn)題了問(wèn)題出在哪里、產(chǎn)生問(wèn)題的原因是什么都只能依賴(lài)于維保人員實(shí)地考察后根據(jù)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行判斷。至于閥門(mén)如何進(jìn)行維護(hù)：需要哪些KPI、推薦維護(hù)日期是哪天、合理的維護(hù)計(jì)劃是什么等諸如此類(lèi)的問(wèn)題，都是目前石化企業(yè)閥門(mén)維護(hù)工作所面臨的困難。

閥門(mén)的閥芯和閥座在長(zhǎng)期的運(yùn)行過(guò)程中不可避免地會(huì)產(chǎn)生磨損，從而影響閥門(mén)密封性，導(dǎo)致泄漏。而填料過(guò)緊會(huì)造成閥桿卡塞。控制閥門(mén)的氣源還可能出現(xiàn)漏氣，閥門(mén)定位器不斷補(bǔ)氣，使得閥門(mén)出現(xiàn)頻繁抖動(dòng)的現(xiàn)象。所有這些現(xiàn)象如果不能及時(shí)處理，將會(huì)對(duì)閥門(mén)開(kāi)度控制的精度產(chǎn)生影響，導(dǎo)致閥門(mén)出現(xiàn)故障停止運(yùn)行，從而影響到整個(gè)工藝甚至給生產(chǎn)安全帶來(lái)風(fēng)險(xiǎn)。

在沒(méi)有設(shè)備大數(shù)據(jù)全生命周期管理系統(tǒng)支持的情況下，閥門(mén)管理透明度低，無(wú)法獲取閥門(mén)主動(dòng)推送的報(bào)警信息，容易造成設(shè)備維護(hù)管理信息不連貫，維保經(jīng)驗(yàn)不能更科學(xué)地進(jìn)行傳承，知識(shí)碎片化嚴(yán)重等問(wèn)題。傳統(tǒng)的設(shè)備維修外包服務(wù)模式還會(huì)使企業(yè)無(wú)法對(duì)自身的設(shè)備資產(chǎn)進(jìn)行全面掌控。

控制閥對(duì)每個(gè)化工廠的安全運(yùn)行至關(guān)重要，意想不到的閥門(mén)故障會(huì)導(dǎo)致工廠非計(jì)劃停車(chē)，擾亂生產(chǎn)，并增加安全事故風(fēng)險(xiǎn)。

如何延長(zhǎng)工廠正常運(yùn)行時(shí)間，并降低運(yùn)維成本， 成為化工廠希望亟待解決的問(wèn)題。

西門(mén)子為中石化青島煉化智能工廠提供的閥門(mén)狀態(tài)監(jiān)測(cè)App，具有設(shè)備健康狀態(tài)集中監(jiān)測(cè)、設(shè)備預(yù)警及報(bào)警管理、設(shè)備故障分析與預(yù)測(cè)，以及設(shè)備檢維修方案推薦的功能。

系統(tǒng)通過(guò)采集智能閥門(mén)定位器中的海量數(shù)據(jù)，運(yùn)用先進(jìn)的分析手段，結(jié)合西門(mén)子全球數(shù)百萬(wàn)臺(tái)閥門(mén)定位器的使用經(jīng)驗(yàn)，讓化工廠維保人員對(duì)閥門(mén)的狀態(tài)了如指掌，為維護(hù)做到未雨綢繆。數(shù)字化與智能化正在滲入我們工作和生活的方方面面。要真正實(shí)現(xiàn)智能化，充分利用現(xiàn)有的數(shù)據(jù)進(jìn)行智能分析并輔助決策的制定是至關(guān)重要的一步。

人們通過(guò)對(duì)道路信息的監(jiān)測(cè)早已能獲得城市交通的大數(shù)據(jù)，但直到移動(dòng)地圖導(dǎo)航App的出現(xiàn)，才真正實(shí) 現(xiàn)了通過(guò)對(duì)大數(shù)據(jù)的合理分析，指導(dǎo)人們?nèi)粘３鲂校瑸榇蟊娞峁┲悄芑?wù)。

正如盡管通過(guò)HART通信的數(shù)字化技術(shù)，閥門(mén)定位器已經(jīng)能夠?yàn)槭髽I(yè)提供豐富的閥門(mén)狀態(tài)和運(yùn)行數(shù)據(jù)，但一直缺乏有效利用。根據(jù)HART通信基金會(huì)的一項(xiàng)調(diào)研，在2500萬(wàn)個(gè)已安裝HART的設(shè)備上，有高達(dá)85%的HART設(shè)備數(shù)據(jù)沒(méi)有得以利用。這也正是西門(mén)子閥門(mén)狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)致力于解決的問(wèn)題。

如今青島煉化正基于西門(mén)子SIPART PS2閥門(mén)定位器提供的數(shù)據(jù)，在其生產(chǎn)裝置上部署西門(mén)子閥門(mén)狀態(tài)監(jiān)測(cè)App，從而構(gòu)成一套完整的智能閥門(mén)狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。大量的閥門(mén)運(yùn)行及診斷數(shù)據(jù)，通過(guò)HART通信方式源源不斷地經(jīng)由數(shù)據(jù)采集站PDM MS發(fā)送給App端。

圖1 西門(mén)子SIPART PS2閥門(mén)定位器

基于西門(mén)子提供的數(shù)據(jù)采集站PDM MS與閥門(mén)定位器設(shè)備進(jìn)行連接，不但向上起到了數(shù)據(jù)采集匯總的作 用，即通過(guò)PDM MS將設(shè)備診斷信息歸檔傳送到App上進(jìn)行分析和展現(xiàn)，還可以在監(jiān)測(cè)信息的基礎(chǔ)上向下進(jìn)一步對(duì)閥門(mén)設(shè)備進(jìn)行測(cè)試和診斷，方便維保人員進(jìn)行調(diào)整和設(shè)置，并可為其推薦適合的檢測(cè)和維修動(dòng)作。有了 PDM MS的支持，西門(mén)子閥門(mén)狀態(tài)監(jiān)測(cè)App可以使青島煉化的閥門(mén)維護(hù)體系形成閉環(huán)。

作為系統(tǒng)的核心，由于嵌入了西門(mén)子多年來(lái)成熟的經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的閥門(mén)監(jiān)測(cè)經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ停y門(mén)狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)就好像一位經(jīng)驗(yàn)豐富的醫(yī)生，可以對(duì)閥門(mén)產(chǎn)生的故障報(bào)警進(jìn)行診斷，分析報(bào)警原因，最終給出合理的維修操作推薦建議。這一過(guò)程可以通過(guò)手機(jī)、平板電腦、PC等終端平臺(tái)進(jìn)行可視化操作。閥門(mén)狀態(tài)監(jiān)測(cè)App既支持本地部署，也支持在西門(mén)子基于云的開(kāi)放式物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)MindSphere上部署，真正實(shí)現(xiàn)“云端漫步”的自由。

圖2 可在本地和工業(yè)云部署的閥門(mén)狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

利用閥門(mén)狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，青島煉化通過(guò)多種KPI參數(shù)數(shù)據(jù)的管理和設(shè)置（如壓電閥改變的次數(shù)、閥門(mén)定位器運(yùn)行時(shí)間、開(kāi)關(guān)到位、閥桿摩擦力、控制偏差、電子器件溫度、氣源漏氣等），能夠便捷地獲取閥門(mén)整體的健康狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)對(duì)定位器內(nèi)部報(bào)警信息的管理，還可以進(jìn)一步分析閥門(mén)定位器內(nèi)的診斷信息，合理制定閥門(mén)維護(hù)計(jì)劃，實(shí)現(xiàn)預(yù)測(cè)性維護(hù)并降低維護(hù)成本。

圖3 閥門(mén)狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的閥門(mén)報(bào)警信息及重要KPI信息對(duì)比數(shù)據(jù)

“我們感到大數(shù)據(jù)與智能化的確正在改變我們行業(yè)的傳統(tǒng)工作模式，給我們帶來(lái)更高的效率和更低的運(yùn)維成本，并讓我們向打造智能煉化企業(yè)更近了一步。”中國(guó)石化青島煉化公司電氣儀表中心主任陳鑫評(píng)價(jià)道。

摘自《自動(dòng)化博覽》2021年3月刊