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閥門狀態監測App助力青島煉化智能工廠
走過鱗次櫛比的塔罐和蜿蜒曲折的金屬管道，小林正逐一仔細地檢查閥門的情況。作為中石化青島煉化工廠化學水車間的維保人員，他的工作量最近越來越大了。
因為要想知道閥門的狀態：當前發生了什么、曾經發生了什么、都有哪些報警信息，都需要維保人員一一手動去檢查并記錄下來。不但如此，閥門是否需要維護、健康狀態如何、如果有問題了問題出在哪里、產生問題的原因是什么都只能依賴于維保人員實地考察后根據經驗進行判斷。至于閥門如何進行維護：需要哪些KPI、推薦維護日期是哪天、合理的維護計劃是什么等諸如此類的問題，都是目前石化企業閥門維護工作所面臨的困難。
閥門的閥芯和閥座在長期的運行過程中不可避免地會產生磨損，從而影響閥門密封性，導致泄漏。而填料過緊會造成閥桿卡塞。控制閥門的氣源還可能出現漏氣，閥門定位器不斷補氣，使得閥門出現頻繁抖動的現象。所有這些現象如果不能及時處理，將會對閥門開度控制的精度產生影響，導致閥門出現故障停止運行，從而影響到整個工藝甚至給生產安全帶來風險。
在沒有設備大數據全生命周期管理系統支持的情況下，閥門管理透明度低，無法獲取閥門主動推送的報警信息，容易造成設備維護管理信息不連貫，維保經驗不能更科學地進行傳承，知識碎片化嚴重等問題。傳統的設備維修外包服務模式還會使企業無法對自身的設備資產進行全面掌控。
控制閥對每個化工廠的安全運行至關重要，意想不到的閥門故障會導致工廠非計劃停車，擾亂生產，并增加安全事故風險。
如何延長工廠正常運行時間，并降低運維成本， 成為化工廠希望亟待解決的問題。
西門子為中石化青島煉化智能工廠提供的閥門狀態監測App，具有設備健康狀態集中監測、設備預警及報警管理、設備故障分析與預測，以及設備檢維修方案推薦的功能。
系統通過采集智能閥門定位器中的海量數據，運用先進的分析手段，結合西門子全球數百萬臺閥門定位器的使用經驗，讓化工廠維保人員對閥門的狀態了如指掌，為維護做到未雨綢繆。數字化與智能化正在滲入我們工作和生活的方方面面。要真正實現智能化，充分利用現有的數據進行智能分析并輔助決策的制定是至關重要的一步。
人們通過對道路信息的監測早已能獲得城市交通的大數據，但直到移動地圖導航App的出現，才真正實 現了通過對大數據的合理分析，指導人們日常出行，為大眾提供智能化服務。
正如盡管通過HART通信的數字化技術，閥門定位器已經能夠為石化企業提供豐富的閥門狀態和運行數據，但一直缺乏有效利用。根據HART通信基金會的一項調研，在2500萬個已安裝HART的設備上，有高達85%的HART設備數據沒有得以利用。這也正是西門子閥門狀態監測系統致力于解決的問題。
如今青島煉化正基于西門子SIPART PS2閥門定位器提供的數據，在其生產裝置上部署西門子閥門狀態監測App，從而構成一套完整的智能閥門狀態監測系統。大量的閥門運行及診斷數據，通過HART通信方式源源不斷地經由數據采集站PDM MS發送給App端。
圖1 西門子SIPART PS2閥門定位器
基于西門子提供的數據采集站PDM MS與閥門定位器設備進行連接，不但向上起到了數據采集匯總的作 用，即通過PDM MS將設備診斷信息歸檔傳送到App上進行分析和展現，還可以在監測信息的基礎上向下進一步對閥門設備進行測試和診斷，方便維保人員進行調整和設置，并可為其推薦適合的檢測和維修動作。有了 PDM MS的支持，西門子閥門狀態監測App可以使青島煉化的閥門維護體系形成閉環。
作為系統的核心，由于嵌入了西門子多年來成熟的經過驗證的閥門監測經驗模型，閥門狀態監測系統就好像一位經驗豐富的醫生，可以對閥門產生的故障報警進行診斷，分析報警原因，最終給出合理的維修操作推薦建議。這一過程可以通過手機、平板電腦、PC等終端平臺進行可視化操作。閥門狀態監測App既支持本地部署，也支持在西門子基于云的開放式物聯網操作系統MindSphere上部署，真正實現“云端漫步”的自由。
圖2 可在本地和工業云部署的閥門狀態監測系統結構
利用閥門狀態監測系統，青島煉化通過多種KPI參數數據的管理和設置（如壓電閥改變的次數、閥門定位器運行時間、開關到位、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整體的健康狀態，實現對定位器內部報警信息的管理，還可以進一步分析閥門定位器內的診斷信息，合理制定閥門維護計劃，實現預測性維護并降低維護成本。
圖3 閥門狀態監測系統中的閥門報警信息及重要KPI信息對比數據
“我們感到大數據與智能化的確正在改變我們行業的傳統工作模式，給我們帶來更高的效率和更低的運維成本，并讓我們向打造智能煉化企業更近了一步。”中國石化青島煉化公司電氣儀表中心主任陳鑫評價道。
摘自《自動化博覽》2021年3月刊
北京市公安局海淀分局備案號：11010802023656號