盧阿雷 劉麗艷 黃東魁

摘? 要：自動化系統(tǒng)在長輸管道的應(yīng)用，提高了長輸管道的運(yùn)營效率及生產(chǎn)管理的安全性，可靠性。文章根據(jù)油氣管道輸送企業(yè)區(qū)域化改革對自動化專業(yè)的要求，從維護(hù)現(xiàn)狀，維護(hù)內(nèi)容進(jìn)行分析，探討如何提升壓縮機(jī)組自動化專業(yè)維護(hù)水平，從而為壓縮機(jī)的安全平穩(wěn)運(yùn)行提供支持。

關(guān)鍵詞：長輸管道;自控系統(tǒng);維護(hù)

中圖分類號：TE973.8 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-2945（2019）36-0118-02

Abstract： The application of automation system in long-distance pipeline improves the operation efficiency of long-distance pipeline and the safety and reliability of production management. According to the requirements of automation specialty in the regionalization reform of oil and gas pipeline transportation enterprises， this paper analyzes the present situation and content of maintenance， and discusses how to improve the maintenance level of compressor automation specialty， in order to provide support for the safe and stable operation of the compressor.

Keywords： long distance pipeline; automatic control system; maintenance

引言

石油天然氣管道輸送企業(yè)在新形勢下提出了區(qū)域化管理模式，其核心在于對輸油氣站場的工作進(jìn)行優(yōu)化，改變原“運(yùn)檢分離”的生產(chǎn)管理模式，實(shí)現(xiàn)“集中監(jiān)視、集中巡檢、集中維修”的區(qū)域化管理模式。但目前油氣管道輸送企業(yè)員工對壓縮機(jī)自動化專業(yè)維護(hù)能力不足，故障處理經(jīng)驗(yàn)欠缺。因此，壓縮機(jī)組自動化專業(yè)需要維護(hù)的內(nèi)容以及提升能力方式成為油氣輸送企業(yè)亟需解決的問題。

1 壓縮機(jī)自動化控制系統(tǒng)概述

壓縮機(jī)控制單元是一個(gè)完整獨(dú)立的控制系統(tǒng)，它可以獨(dú)立、連續(xù)地控制、監(jiān)視和保護(hù)壓縮機(jī)機(jī)組和相關(guān)的輔助系統(tǒng)。壓縮機(jī)機(jī)組的啟?？刂坪虴SD操作，也可以由站控系統(tǒng)或調(diào)度控制中心進(jìn)行遠(yuǎn)程的控制、操作和運(yùn)行。

2 壓縮機(jī)自動化專業(yè)現(xiàn)狀分析

對于大多數(shù)天然氣管道輸送企業(yè)一般輸氣站和未投產(chǎn)壓氣站自動化維護(hù)的工作，從投產(chǎn)建設(shè)就由代維隊(duì)伍進(jìn)行，大部分員工對SCADA系統(tǒng)架構(gòu)和壓縮機(jī)控制系統(tǒng)認(rèn)識模糊，導(dǎo)致出現(xiàn)緊急突發(fā)事件無法進(jìn)行正確應(yīng)對。管理層面的人員對自動化專業(yè)內(nèi)容了解不深入，自動化管理水平低，出現(xiàn)故障或緊急事件時(shí)無法及時(shí)準(zhǔn)確做出決策，規(guī)避安全風(fēng)險(xiǎn)。

對于已投產(chǎn)運(yùn)行多年的壓氣站，自動化專業(yè)維護(hù)現(xiàn)也處于基本操作階段，比如上位機(jī)對參數(shù)的監(jiān)控、設(shè)備的操作、啟停機(jī)流程的操作，現(xiàn)場變送器的投運(yùn)與停運(yùn)，UCP機(jī)柜的送電，機(jī)柜接線的梳理等。對于Proficy Machine Edition軟件的使用和編程等操作存在困難，大部分人員無法將編程軟件和PLC相連進(jìn)行程序編譯，讀懂程序查找問題存在困難。對于本特利檢測系統(tǒng)只局限于看數(shù)據(jù)，其他組態(tài)，診斷等知識匱乏。

3 壓縮機(jī)自動化專業(yè)操作及維護(hù)內(nèi)容（GE機(jī)組）

壓縮機(jī)維護(hù)內(nèi)容可以劃分為日常檢查、預(yù)防性維護(hù)和故障維護(hù)。

3.1 日常檢查

日常檢查內(nèi)容包括UCP機(jī)柜內(nèi)PLC（本特利、黑馬、控制PLC）、保險(xiǎn)、浪涌等硬件檢查，現(xiàn)場變送器和執(zhí)行器數(shù)據(jù)，上位機(jī)報(bào)警信息檢查等。

3.2 預(yù)防性維護(hù)

預(yù)防維護(hù)是對設(shè)備有計(jì)劃地進(jìn)行主動性維護(hù)，保證系統(tǒng)及元件運(yùn)行穩(wěn)定可靠，運(yùn)行環(huán)境良好及時(shí)檢測更換元器件，消除隱患。每年應(yīng)利用春檢進(jìn)行一次預(yù)防性的維護(hù)，以掌握系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，消除故障隱患。

內(nèi)容包括：（1）系統(tǒng)冗余測試： 對冗余電源、服務(wù)器、控制器、通訊網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行冗余測試。（2）計(jì)算機(jī)內(nèi)部、控制室機(jī)柜、電源箱等部件的灰塵清理。（3）接地系統(tǒng)測試。包括端子檢查、對地電阻測試。（4）儀表檢定和校驗(yàn)?？筛鶕?jù)儀表檢定規(guī)程，對就地表和二次表進(jìn)行校驗(yàn)和校驗(yàn)，根據(jù)校驗(yàn)結(jié)果判斷儀表是否可用。（5）系統(tǒng)備份，包括編程軟件，程序備份。（6）參考春檢測試內(nèi)容，可進(jìn)行程序邏輯測試。

3.3 故障性維護(hù)

自動化系統(tǒng)的工作過程大致為：現(xiàn)場儀表采集數(shù)據(jù)，經(jīng)安全柵（繼電器）將信號傳遞到PLC，再通過網(wǎng)絡(luò)接口連接將數(shù)據(jù)傳遞給計(jì)算機(jī);計(jì)算機(jī)對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理（部分?jǐn)?shù)據(jù)由PLC處理），再經(jīng)PLC實(shí)現(xiàn)對現(xiàn)場設(shè)備的監(jiān)視與控制。

自動化專業(yè)故障出現(xiàn)的問題按照系統(tǒng)組成可以劃分為現(xiàn)場儀表的故障、PLC系統(tǒng)（包括柜內(nèi)元器件）的故障，通信系統(tǒng)的故障，上位機(jī)的故障。自動化故障維修工作是一項(xiàng)技術(shù)性較強(qiáng)的工作，應(yīng)由專業(yè)人員來進(jìn)行。進(jìn)行故障分析時(shí)，首先應(yīng)弄懂其工作原理，看懂儀表電路圖，分析故障原因，確定故障部位后再做處理。切忌沒搞清問題所在，又沒看或沒看懂圖紙，盲目調(diào)整及更換部件，造成事態(tài)擴(kuò)大，以至報(bào)廢整臺儀表及設(shè)備。

因此自動化專業(yè)人員排除故障所需技能如下：

（1）準(zhǔn)確判斷故障發(fā)生位置。PLC系統(tǒng)和現(xiàn)場設(shè)備、儀表、電氣等測量、控制信號相連，由于現(xiàn)場節(jié)點(diǎn)信號眾多相連，因此出現(xiàn)故障信號后如何判斷其發(fā)生位置非常重要，一般需要查看該信號在軟件和硬件接口功能模塊的值，從而判斷故障點(diǎn)在軟件還是在硬件上，若是在硬件上，可持萬用表在卡件端子柜上測量判斷。（2）學(xué)會編程軟件的使用。如果是控制器軟件的問題，有可能為程序的邏輯問題。需要進(jìn)行編程軟件打開，編程軟件和PLC連接，看懂PLC程序來分析問題根本所在，還要掌握在線修改程序，強(qiáng)制輸出值來達(dá)到故障排除的要求。（3）熟悉線路排查。根據(jù)實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)判斷，多數(shù)故障都是由于接線的問題引起的。線路排查的時(shí)候要求對接線圖爛熟于胸，通過查找圖紙?zhí)栠M(jìn)行查線。找到需要查尋的回路后，還要對回路進(jìn)行分段測試，信號傳輸是否正常。如果線路正常，則考慮元器件的問題。（4）掌握上位機(jī)組態(tài)。組態(tài)包括通信配置、信號類型、信號地址和人機(jī)界面編輯等。部分問題是上位機(jī)的組態(tài)導(dǎo)致的，需要查詢上位機(jī)組態(tài)信息是否正確，才能做出正確判斷。（5）熟悉儀表接線及內(nèi)部結(jié)構(gòu)原理。在儀表出線故障時(shí)，導(dǎo)致信號傳輸錯(cuò)誤，這時(shí)需要使用測量儀表查看輸出電流與數(shù)值是否對應(yīng)。（6）掌握通信系統(tǒng)的維護(hù)。熟練登陸通信系統(tǒng)硬件（交換機(jī)、路由器）查看配置信息，并對信息進(jìn)行備份，避免出線故障時(shí)數(shù)據(jù)丟失時(shí)重新導(dǎo)入。（7）會更換控制系統(tǒng)硬件。根據(jù)以往積累的維護(hù)經(jīng)驗(yàn)，控制系統(tǒng)硬件中容易出現(xiàn)的問題比較多的有保險(xiǎn)熔斷，電源模塊損壞，控制器的I/O模塊損壞，浪涌損壞，繼電器插座松動、接線端子虛接等，更換時(shí)首先考慮安全措施，斷電后進(jìn)行更換，更換過后的元器件必須與之前設(shè)計(jì)參數(shù)一致。

4 如何提升自動化專業(yè)維護(hù)水平

4.1 完善基礎(chǔ)資料管理

基礎(chǔ)資料包括廠家設(shè)計(jì)圖紙，維護(hù)手冊，調(diào)試手冊，表格，驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)等文件，這些基礎(chǔ)資料是自動化維護(hù)的基礎(chǔ)，但手冊大多是英文和意大利文，需要開展翻譯工作，工作量較大。

4.2 重視調(diào)試和故障處理時(shí)學(xué)習(xí)

在壓縮機(jī)調(diào)試過程當(dāng)中主要涉及到邏輯測試、儀表校驗(yàn)，此內(nèi)容可參考壓縮機(jī)調(diào)試手冊。此外在調(diào)試期間積累故障處理的方法，并記錄解決方法和數(shù)據(jù)參數(shù)，以便查閱。

4.3 加強(qiáng)專業(yè)培訓(xùn)及考核制度

與廠家建立良好的溝通機(jī)制，邀請廠家進(jìn)行現(xiàn)場培訓(xùn)，利用好廠家技術(shù)支持資源。建議把廠家專業(yè)培訓(xùn)納入公司培訓(xùn)計(jì)劃當(dāng)中，并對培訓(xùn)效果進(jìn)行考核，納入績效考核，激發(fā)員工努力學(xué)習(xí)的積極性。

4.4 完善自動化人才培養(yǎng)制度

油氣輸送企業(yè)近些年注重新員工引進(jìn)質(zhì)量，大部分為高學(xué)歷、專業(yè)對口的碩博生，可以發(fā)揮好資源優(yōu)勢，選拔一批基礎(chǔ)好，進(jìn)步快的員工，短時(shí)間內(nèi)培養(yǎng)成為企業(yè)技術(shù)人才，作為公司內(nèi)訓(xùn)師，帶動提高全員自動化專業(yè)維護(hù)能力。

4.5 建立故障數(shù)據(jù)庫，充分利用大數(shù)據(jù)優(yōu)勢

壓縮機(jī)組控制系統(tǒng)設(shè)備數(shù)據(jù)采集、輸出控制設(shè)備繁雜，自動化系統(tǒng)的管理可通過建立故障處理數(shù)據(jù)庫進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，充分利用大數(shù)據(jù)、云數(shù)據(jù)理論，分類匯總分析各類故障，為選擇處理方式提供支持，高效解決問題，也為培訓(xùn)專業(yè)人才提供了良好的教材。

4.6 在故障數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)上建立故障診斷系統(tǒng)

在建立龐大的故障數(shù)據(jù)庫后，我們可以將一類故障的多種解決方法進(jìn)行分類，建立故障診斷流程圖如圖1所示。

單分支故障診斷流程圖層與層之間的邏輯關(guān)系為是或否，如用數(shù)字表可為1或0表示，如果要將故障樹流程圖保存在數(shù)據(jù)庫中，每個(gè)分支解決方案都可以用0或1來代替，長度與解決問題的步驟有關(guān)系。這樣，每個(gè)故障流程圖都可以建立成一個(gè)數(shù)據(jù)表，而不同的數(shù)據(jù)表可以用不同的0或1代碼來表示表名。比如液位計(jì)故障數(shù)據(jù)表名可以使用001來表示，而“按照實(shí)際液位進(jìn)行測量標(biāo)定修正”就可以用0010000來表示，001代表液位計(jì)故障，0000代表故障診斷流程圖中第四個(gè)節(jié)點(diǎn)，而且邏輯關(guān)系為“否”“否”“否”“否”。

數(shù)據(jù)庫建立之后，需要開發(fā)相應(yīng)的人機(jī)界面進(jìn)行故障診斷，應(yīng)該使用多種方式進(jìn)行推理診斷：可以進(jìn)行用戶輸入已知的推理診斷信息;根據(jù)各流程圖進(jìn)行逐步的推理診斷;根據(jù)各流程圖列表進(jìn)行推理診斷。

5 結(jié)束語

隨著國內(nèi)管道工程建設(shè)的高速發(fā)展，如何進(jìn)行新形勢下的長輸管道運(yùn)行管理成為急需解決的問題，壓縮機(jī)控制系統(tǒng)作為管道運(yùn)行管理的重要組成部分，為保證管道安全、平穩(wěn)、高效地運(yùn)行，必須要一支專業(yè)化的自動化隊(duì)伍對其進(jìn)行維護(hù)，以保障國家能源通道的平穩(wěn)，暢通。

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