魏增，牟春明

（中國電建集團山東電力建設(shè)有限公司，山東 濟南 250014）

本文研究的設(shè)備管理系統(tǒng)是由全球自動化供應(yīng)商Honeywell針對沙特某聯(lián)合循環(huán)電廠獨立開發(fā)的用于電廠運營管理、設(shè)備運行性能監(jiān)視、現(xiàn)場運維及交接班日志輔助支持的Operator Advisory Support(OAS)Web程序應(yīng)用中的一個子程序Asset Manager(AM)。

1 設(shè)備管理AM應(yīng)用程序?qū)崿F(xiàn)的功能

沙特某電廠項目支持開發(fā)的設(shè)備管理AM應(yīng)用程序?qū)崿F(xiàn)從DCS界面直接打開，便于運行人員訪問Web應(yīng)用。AM應(yīng)用程序在架構(gòu)上實現(xiàn)區(qū)域、點、單元、設(shè)備的層級劃分及類、類型和設(shè)備的分類層次，便于運行人員直觀的進行相關(guān)界面操作。在設(shè)計階段針對每類設(shè)備獨立設(shè)計重要參數(shù)及性能計算的模型，并完成設(shè)備相關(guān)的所有設(shè)計參數(shù)的數(shù)據(jù)配置，在系統(tǒng)及設(shè)備運行時，通過訪問存儲在歷史服務(wù)器中的設(shè)備運行參數(shù)（如溫度、流量、壓力、電流、電壓等），通過設(shè)備計算模型輸出的結(jié)果，實現(xiàn)對設(shè)備運行的性能檢測及預(yù)警功能。另外AM應(yīng)用程序能夠?qū)崿F(xiàn)對設(shè)備的狀態(tài)的監(jiān)視及記錄，能實現(xiàn)對設(shè)備的運行時間、非運行時間、故障時間的統(tǒng)計及設(shè)備故障趨勢的顯示。AM應(yīng)用程序可以實現(xiàn)對設(shè)備故障的管理，通過設(shè)備故障的歷史記錄查詢各類故障，通過預(yù)定義的設(shè)備故障類型，還能夠?qū)崿F(xiàn)對設(shè)備故障的判斷、處理的閉環(huán)管理。

2 設(shè)備管理AM應(yīng)用程序的架構(gòu)

沙特某電廠項目設(shè)計的網(wǎng)絡(luò)分為L1、L2、L2.5、L3、L4級網(wǎng)絡(luò)，L1級網(wǎng)絡(luò)是實時控制網(wǎng)絡(luò)，包含C300控制器、安全管理器和FIM（FIELDBUS INTERFACE MODULE）節(jié)點等設(shè)備；L2級網(wǎng)絡(luò)是監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，是連接 Experion PKS (EPKS 是Honeywell控制系統(tǒng))節(jié)點、EPKS 操作員站、域控制器、FDM 服務(wù)器的地方；L2.5網(wǎng)絡(luò)是一種點對點通信網(wǎng)絡(luò)，可防止將控制數(shù)據(jù)暴露給L3網(wǎng)絡(luò)；L3級網(wǎng)絡(luò)遍布整個工廠,L3級網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點是高級控制和高級應(yīng)用程序，包括管理和監(jiān)控系統(tǒng)的支持工具。L4級是企業(yè)網(wǎng)絡(luò)，L4級網(wǎng)絡(luò)和PCN（Process Control Network過程控制網(wǎng)絡(luò)）由防火墻分隔，其訪問規(guī)則配置為控制PCN、DMZ（Demilitarized Zone控制區(qū)）和企業(yè)網(wǎng)絡(luò)之間的網(wǎng)絡(luò)流量和雙向數(shù)據(jù)二極管。L4 級網(wǎng)絡(luò)節(jié)點不是控制網(wǎng)絡(luò)的一部分，該級的通信不如L1、L2或L3級的安全。因為L4級是不同的安全和網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，通信被防火墻和數(shù)據(jù)二極管隔開，不允許數(shù)據(jù)跨越多個網(wǎng)絡(luò)級別，保護L3級和L2級免受L4級影響尤為重要。整個OAS應(yīng)用程序被設(shè)計在L4級網(wǎng)絡(luò)。

3 設(shè)備管理AM應(yīng)用程序數(shù)據(jù)流圖（如圖1）

圖1

4 設(shè)備管理AM應(yīng)用程序的優(yōu)勢

（1）減少設(shè)備的維護。（2）減少計劃內(nèi)和計劃外停機時間。（3）限制不合格產(chǎn)品的生產(chǎn)。（4）減少能量損失。 （5）提供及時的一站式信息訪問，提高維護和運行人員的效率。（6）通過識別設(shè)備組件的惡化條件來防止設(shè)備故障。（7）及早發(fā)現(xiàn)設(shè)備性能的變化，為計劃維護或改變操作留出更多時間，以減輕受監(jiān)控設(shè)備的壓力。（8）通過識別不正確的操作和工藝改變來減少進一步的設(shè)備損壞，從而減少平均修復(fù)時間 (MTTR) 并增加平均故障間隔時間 (MTBF)。（9）改善工程師（振動、故障分析師、運營和維護計劃）之間的溝通。（10）通過降低故障率和 MTTR 提高可用性，從而提高生產(chǎn)能力和利潤潛力。（11）收集維護、過程和可靠性數(shù)據(jù)以促進根本原因失效分析(RCFA)。確定的原因能夠減少或消除導(dǎo)致降低故障率和可靠性增長的未來故障。

5 設(shè)備管理AM應(yīng)用程序性能監(jiān)視模型的優(yōu)勢

設(shè)備管理AM應(yīng)用程序的設(shè)備性能監(jiān)視模型有以下幾點優(yōu)勢：（1）使用故障、癥狀和故障模型，操作員可以了解在不利操作條件下設(shè)備的潛在損壞。（2）使用 KPI（Key Performance Indicator）的故障管理，操作員可以獲知違反設(shè)備的設(shè)計運行參數(shù)范圍和偏離預(yù)期特性的情況。

①借助基于在線熱力學(xué)的工藝設(shè)備性能計算，更高效地運行工藝。

②實時跟蹤關(guān)鍵績效指標(biāo)并與目標(biāo)運行值進行比較。③通過避免不必要的停機來提高運營利潤。

④通過更好的決策來確定和計劃維護活動的優(yōu)先級。

6 設(shè)備管理AM應(yīng)用程序?qū)υO(shè)備的故障和癥狀管理過程

在設(shè)備管理AM應(yīng)用程序中識別出故障或癥狀時，會顯示有關(guān)受影響設(shè)備狀態(tài)、故障發(fā)生時間及其解決狀態(tài)的信息。用戶需執(zhí)行以下步驟來處理故障。

（1）測試：對設(shè)備進行測試，確認(rèn)系統(tǒng)是否存在故障。

（2）收集信息：收集與故障有關(guān)的所有相關(guān)信息，例如系統(tǒng)中發(fā)生故障的方式和時間的信息。

（3）分析信息：涉及分析測試結(jié)果。

（4）識別故障：涉及將影響與其原因分開，并根據(jù)故障的嚴(yán)重程度識別故障。識別出最嚴(yán)重的故障進行整改。

（5）消除故障：涉及使用糾正措施或正確類型的測量技術(shù)來消除已識別的故障。如果此故障未從系統(tǒng)中消除，則有可能再次發(fā)生。

（6）整改故障：涉及確定正確的整改程序。一些整改程序包括：檢查評估、調(diào)整、替代、修理、更換。具體故障和癥狀管理過程，見圖2。

圖2

7 結(jié)語

在經(jīng)濟高速發(fā)展的今天，電廠設(shè)備管理具有類型廣、信息量大、統(tǒng)計量多和處理流程復(fù)雜的特點，原有的傳統(tǒng)管理模式由于處理方式陳舊、處理速度慢，其經(jīng)濟性還有可靠性都受到很大影響，難以滿足和適應(yīng)日益升級的現(xiàn)代化管理需求。為了適應(yīng)新形勢下的市場競爭，電廠就需要改變現(xiàn)有的管理模式，調(diào)整傳統(tǒng)的舊的管理結(jié)構(gòu)，比如流程改善、精簡管理機制、開發(fā)獨立設(shè)備管理系統(tǒng)或應(yīng)用等。在電廠運行過程中對各類設(shè)備的物質(zhì)形態(tài)和價值形態(tài)進行綜合管理，實時監(jiān)測設(shè)備的性能指數(shù)，實現(xiàn)發(fā)電廠設(shè)備運行管理的高效性、經(jīng)濟性。