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    1. <pre id="zbc4s"></pre>

      質量流量計

      質量流量計智能診斷系統模型設計

      質量流量計智能診斷系統模型設計,針對公司計量中心在用質量流量計數據采集監控管理現狀,結合實際工作中發現的問題,提出質量流量計智能診斷系統模型設計方案,期望通過應用信息化技術手段在現有數采系統中建立儀表參數規格書電子檔案、儀表報警信息庫、零點核查臺賬、增加關鍵參數的實時采集,實現運行情況和預設參數在線比對,主輔計量儀表實時比對,報警信息全過程閉環化管理等功能,為質量流量計智能診斷系統建設打下良好基礎。

      質量流量計作為石化企業物料進出廠重要的計量器具被廣泛應用。計量中心現有質量流量計84臺, 測量介質包括成品油、液化氣、丙烯、石腦油、混合苯等, 為了對流量計實時進行監測, 我中心早在2006年應用ifix組態軟件建立了數據采集系統, 通過RS485通訊接口實現了流量計瞬時流量、溫度、壓力、密度、累計流量等常規參數的采集監控。通過長時間運行發現, 主要存在如下問題容易導致計量數據出現偏差:

      1) 輸送介質出現汽化、不滿管、兩相流、臟污、攜帶雜物等導致傳感器腐蝕、掛壁或磨損或計量不準;

      2) 由于調零錯誤、傳感器絕緣下降、接線端子潮濕、閥門不嚴導致的零漂問題;

      3) 傳感器/變送器本體故障;

      4) 安裝問題 (存在應力) 、運行維護不當 (組態設置不當、檢定/調零溫度與使用溫度有差異) ;

      5) 檢定中存在的問題, 如常用流量誤差接近零, 非常用點誤差較大。

      結合以上情況, 為快速發現并排除流量計故障, 確保計量數據準確, 我們提出質量流量計智能診斷系統建設模型, 通過深度掃描, 及時發現管線內介質汽化、傳感器臟污等異常情況, 經過各參數和統計數據橫向縱向分析運算, 實現智能化故障診斷報警, 減少拆檢次數, 降低維護成本。進一步提高質量流量計監測運行管理水平, 為企業把好物料計量關。

      1 系統模型架構

      質量流量計智能診斷系統包括以下幾部分功能模塊:參數規格書電子檔案、實時數據及關鍵參數采集、現場巡檢、零點跟蹤、檢定記錄跟蹤、報警信息專家庫、統計數據監測分析、綜合查詢、基礎信息維護等。系統模型架構如圖1所示。

      2.系統功能設計

      2.1 基礎信息記錄

      2.1.1 參數規格書電子檔案

      在系統中建立質量流量計參數規格書電子檔案, 實現每臺流量計從設計開始詳細規格參數歸檔。此電子檔案不同于企業現有的計量器具臺賬, 計量器具臺賬更多的側重于器具檢定計劃, 確保計量器具在檢定周期內, 而參數規格書電子檔案更側重于現場流量計運行情況的基礎依據, 具體內容包括:流量計系數、Flow cal、Dens CAL、D1、D2、K1、K2、TC、FD、量程、小信號切除、TV Fzeq factor、driver gain (驅動增益) 、L (左線圈電壓) 、R (右線圈電壓) 、Live zero等信息, 同時為每臺流量計可以附加項目立項、設計、審查、施工等過程中的相關電子資料檔案, 支持工藝流程圖上傳, 在線瀏覽等。此參數規格書電子檔案也是實時監控采集比對的基礎信息。參數規格書電子檔案如圖2所示。

        圖1 系統模型架構.png

                        1 系統模型架構   

      2.1.2 巡檢、核查信息臺賬

      質量流量計的定期現場巡檢作為確保流量計運行正常的重要手段被各企業廣泛應用, 但巡檢、核查記錄多為紙質版, 未形成信息化臺賬, 或雖已建立巡檢系統, 但未和實時采集數據進行關聯, 流量計內部的異常不易被發現。因此為進一步提高巡檢、核查質量, 系統建立巡檢、核查記錄臺賬。如企業已有巡檢系統, 可通過接口實現巡檢記錄的自動獲取, 支持記錄的查詢、巡檢圖片的在線瀏覽, 為快速消除流量計報警信息提供依據。

      2.1.3 零點核查信息臺賬

      質量流量計零點嚴重影響計量準確度, 在實際使用條件下, 影響零點的因素很多, 極易造成零點漂移。質量流量計零點的測量原理是確保測量管內無液體流過時, 在一段時間內 (20s) 對檢測到的相位差做加和取平均值, 作為此次測量的零點。所以零點是個時間參數, 單位一般為μs。質量流量計的零點包括動態零點 (live zero) 和靜態零點 (zero) 。動態零點是當前測量到的瞬時質量流量, 是一個動態的量, 通常在一定范圍內以某個時間周期變化, 該值可以通過數據采集實時獲取, 通過程序可以監控其大值和小值比值不能超過流量計準確度一半, 超過即報警提示。靜態零點在系統中建立零點核查信息臺賬和調零計劃, 詳細記錄每臺流量計的調零情況以及MF值變化情況, 建立零點曲線, 以便于監測分析。 

      2.1.4 檢定記錄信息臺賬

      質量流量計的定期檢定是確保流量計穩定運行的必要手段, 為了跟蹤流量計檢定情況, 每個檢定點歷次變化情況以及流量計系數調整情況, 建立檢定記錄信息臺賬, 以便于計量人員實時掌控流量計的運行情況, 如系數有調整, 可以直接回填至參數規格書臺賬。此臺賬可作為計量器具臺賬的補充, 系統中可以建立各流量點歷次檢定誤差及系數跟蹤控制曲線, 為流量計日常運行狀態判別提供依據。

      2.1.5 報警信息專家庫

      質量流量計通過多年的發展與改進, 已具備運行狀態自診斷功能, 為計量人員分析儀表運行狀態提供了依據, 但部分廠商未提供報警信息讀取功能, 另外儀表廠商不同報警信息不同, 因此為了規范儀表報警信息查詢以及快速及時的診斷儀表故障, 有必要在企業內建立儀表報警信息庫 (儀表類型、報警編碼、報警內容、報警的原因、報警的時間) 等信息。通過該庫的建立, 能夠使計量人員隨時查詢報警信息, 并且能夠和現場采集到的儀表故障信息進行自動匹配, 故障定位更加準確。該報警信息庫是儀表本身固有的報警信息, 再結合儀表運行時產生的運行狀態報警信息 (流量、溫度、壓力、密度等超限) , 能夠更加準確的診斷儀表運行狀態, 同時支持日常故障處理信息追加入庫, 為以后同類型故障提供依據。另外給更加智能的儀表狀態監測提供了可能。報警信息庫如圖3所示。

             圖2 參數規格書電子檔案.png

                       圖2 參數規格書電子檔案   

           圖3 流量計報警信息庫.png

                       圖3 流量計報警信息庫   

      2.2 實時數據和關鍵參數采集

      計量中心能源物料采集系統實現了質量流量計流量、溫度、壓力、密度等常規參數采集與限值報警功能。但經過長時間運行發現, 僅靠各參數的超限值報警還不能完全判別流量計的狀態, 從而出現漏報、誤報的情況發生。智能診斷系統建立后, 可補充采集流量計固有關鍵參數指標和報警信息, 在系統中可設定參數采集值和基礎臺賬中的值進行定期 (分鐘、小時、每周) 比對, 并可以生成比對診斷報告, 如出現超差將進行提示, 并進入到報警處理流程。如具備主輔計量表, 可進行主輔關鍵參數和實時運行情況比對。 

      2.3 報警全過程處理

      系統中建立的參數規格書臺賬、巡檢核查臺賬、零點核查臺賬、檢定記錄臺賬都是作為智能診斷的關鍵信息, 以上信息通過實時比對或定期開展的核查, 出現的任何報警記錄都要經過報警分類顯示-報警提示功能-在線分析-派單-現場調查-故障處理-報警關閉-處理結果回填至報警信息專家庫, 實現全流程報警閉環處理。

      2.3.1 報警判別顯示

      在現有數采系統運行狀態監測畫面分類別 (工藝運行報警、固有參數報警、巡檢報警、比對超差報警) 增加報警判別顯示功能。具體功能如下:

      1) 工藝運行報警為常規流量、溫度、壓力、密度超限報警提示。

      2) 固有關鍵參數報警, 具體參數包括上面規格書中提到的內容。這些關鍵參數有的為范圍值 (驅動增益、左右線圈電壓等) 、有的為固定值 (流量系數等) , 此類報警往往和儀表報警庫相關聯, 即一旦出現固有參數報警, 在表體本身會顯示如A102之類的信息;可判別為嚴重報警。

      3) 流量計本體報警信息實時讀取。

      4) 巡檢報警, 此類報警多為事后追加的報警記錄。在現場人員巡檢發現異常時, 按正常操作流程, 先及時上報異常情況, 人員立即到現場處理。此處建立巡檢報警記錄顯示是為分析異常情況時提供可追溯的依據。

      5) 實時比對報警, 在現有具備主輔比對表的基礎之上, 建立主輔工藝運行、關鍵參數比對報警。

      2.3.2 報警提示功能

      在出現上述報警時, 如何第以時間通過系統告知當班人員, 是實現智能診斷的關鍵。在實際運行過程中往往因為報警值設置過寬或過窄出現根本不報或頻繁報警而使得報警失去意義。為此提出計量人員可以根據近運行情況實時調整報警限值, 調整過程系統保存記錄, 對報警進行分級分類提示。嚴重報警時可以通過聲音或短信及時告知相關人員。

      2.3.3 報警分析處理

      在系統中出現報警時, 當班人員要第一時間對報警進行鎖定, 鎖定操作時, 系統記錄報警出現的時間、報警類別、報警內容、鎖定人員、鎖定時間等信息。此報警經當班人員分析需立即進行現場處理的, 當班人員可以在線派單后, 電話通知運維人員到現場進行處理。如暫不能查明原因, 當班人員可以首先在系統中追查相關信息進行綜合分析, 判別出可能原因后, 再進行派單處理。

      2.3.4 報警記錄的關閉

      當班人員要根據現場處理反饋結果進行相應報警記錄的關閉。

      2.3.5 報警處理過程納入專家庫

      在報警處理記錄關閉后, 計量人員可以選擇性的將記錄信息納入專家庫, 作為以后出現類似問題時快速解決的依據。

      3 結束語

      本文對質量流量計智能診斷系統模型進行了設計, 該系統建設成后, 可以實現現場質量流量計智能在線監測。通過更加深入的實時掃描, 及時發現各類異常情況, 減少拆檢次數, 降低維護成本。經過各參數橫向縱向自動分析運算, 實現智能化故障診斷報警。加強計量數據綜合統計分析, 結合點-線-網的關聯分析模式, 在出現超差時, 自動查找計量器具自身信息和相關運行狀態信息, 給出綜合評判結果, 從而進一步提升主輔計量數據對比和管網智能化監測水平。通過智能計量建設, 將極大地提升計量器具的運行穩定性和故障處理的及時性, 確保計量數據的準確可靠。

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