基于PI和PSS系統(tǒng)的設(shè)備異常狀態(tài)監(jiān)控的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

陸峰峰 吳浩文 顧偉

摘 要：介紹南纖公司PI數(shù)據(jù)系統(tǒng)和PSS報(bào)警系統(tǒng)，同時(shí)科學(xué)整合兩個(gè)系統(tǒng)用于對(duì)設(shè)備異常狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，確保設(shè)備安全穩(wěn)定高效運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：PI；PSS；設(shè)備狀態(tài)

引言

隨著南纖公司PI數(shù)據(jù)系統(tǒng)和PSS報(bào)警系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，設(shè)備智能化水平將得到大幅提升，南纖公司設(shè)備管理進(jìn)入了大數(shù)據(jù)時(shí)代，信息化與工業(yè)化深度融合。在大數(shù)據(jù)時(shí)代，必須對(duì)傳統(tǒng)的設(shè)備管理模式進(jìn)行優(yōu)化與改進(jìn)，充分發(fā)揮信息管理平臺(tái)的作用，有效利用PI系統(tǒng)中各種設(shè)備相關(guān)的信息和數(shù)據(jù)，借助PSS報(bào)警系統(tǒng)以實(shí)現(xiàn)設(shè)備異常狀態(tài)監(jiān)控，不斷提高設(shè)備科學(xué)管理水平。

1 PI和PSS系統(tǒng)介紹

1.1PI系統(tǒng)簡(jiǎn)介

PI（Plant Information System）系統(tǒng)是通過鋪設(shè)數(shù)據(jù)采集專網(wǎng)將生產(chǎn)設(shè)備所有運(yùn)行參數(shù)采集到統(tǒng)一平臺(tái)，供相關(guān)方對(duì)數(shù)據(jù)調(diào)用和分析，為生產(chǎn)層到辦公室提供鏈接紐帶。

PI系統(tǒng)有兩大工具PI DataLink和PI ProcessBook。PI DataLink 是OSIsoft 為Microsoft Excel 做的附加項(xiàng)，這個(gè)附加項(xiàng)可以從PI系統(tǒng)里導(dǎo)入數(shù)據(jù)到一個(gè)EXCLE表做進(jìn)一步地分析使用。PI ProcessBook是顯示一個(gè)或多個(gè) PI System 的工藝數(shù)據(jù)，以及來自外部數(shù)據(jù)源的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)信息，可以建立形象化的生產(chǎn)工藝流程圖，查看實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和趨勢(shì)圖。

PI系統(tǒng)可以提供設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)，針對(duì)單臺(tái)設(shè)備某幾個(gè)參數(shù)的可以方便獲取并實(shí)時(shí)監(jiān)控，但從全廠設(shè)備出發(fā)，從全廠海量的數(shù)據(jù)中，如何做到有重點(diǎn)地關(guān)注異常狀態(tài)下的設(shè)備，提取我們關(guān)心的有效關(guān)鍵信息相對(duì)比較困難。

1.2PSS系統(tǒng)簡(jiǎn)介

PSS（Plant State Suite）系統(tǒng)是通過將DSC等控制系統(tǒng)中的報(bào)警信息進(jìn)行管理，對(duì)報(bào)警信息進(jìn)行分類劃分，同時(shí)可對(duì)不同層級(jí)的報(bào)警信息進(jìn)行評(píng)價(jià)和分析。

PSS系統(tǒng)可以對(duì)所有設(shè)備的異常狀態(tài)報(bào)警進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并分層級(jí)地進(jìn)行展現(xiàn)，讓設(shè)備管理人員有重點(diǎn)地關(guān)注異常設(shè)備，做到有的放矢，提前進(jìn)行分析判斷，防止設(shè)備故障的產(chǎn)生。但PSS系統(tǒng)僅展現(xiàn)設(shè)備報(bào)警頻次等信息，對(duì)設(shè)備報(bào)警具體參數(shù)和發(fā)展趨勢(shì)并不能直觀地展現(xiàn)。

2設(shè)備異常狀態(tài)監(jiān)控平臺(tái)介紹

2.1技術(shù)路線

目前設(shè)備管理過程中，設(shè)備管理部門需要在第一時(shí)間對(duì)全廠設(shè)備異常狀態(tài)的相關(guān)信息進(jìn)行獲取，從而能夠進(jìn)一步組織生產(chǎn)、維修分析異常信息，消除設(shè)備異常狀態(tài)，或采取相關(guān)預(yù)防措施。

設(shè)備管理人員需要整合PI數(shù)據(jù)平臺(tái)和PSS報(bào)警系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)，搭建設(shè)備異常狀態(tài)管理平臺(tái)。充分借助PSS系統(tǒng)將設(shè)備的異常報(bào)警分層級(jí)地展現(xiàn)在設(shè)備管理人員面前，設(shè)備管理人員在PSS系統(tǒng)中抓取設(shè)備的關(guān)鍵報(bào)警信息，例如溫度、振動(dòng)和電流等參數(shù)，從報(bào)警時(shí)間、頻次角度等找出報(bào)警規(guī)律，再利用PI系統(tǒng)，對(duì)這些參數(shù)進(jìn)行調(diào)取，結(jié)合生產(chǎn)工藝參數(shù)的改變，分析設(shè)備異常狀態(tài)的變化趨勢(shì)，必要時(shí)進(jìn)行建模分析，找出設(shè)備異常原因并消除，具體流程如圖1所示。

2.2 設(shè)備異常狀態(tài)監(jiān)控平臺(tái)應(yīng)用舉例

（1）對(duì)設(shè)備關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行梳理，動(dòng)設(shè)備如10#汽輪機(jī)，對(duì)于設(shè)備管理人員關(guān)注的參數(shù)，如汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速、軸向位移、軸承溫度、軸瓦溫度和軸振等，確定高低報(bào)的范圍和關(guān)鍵度等級(jí)（圖2、圖3）。。

（2）設(shè)備關(guān)鍵參數(shù)導(dǎo)入PSS系統(tǒng)，實(shí)時(shí)關(guān)注報(bào)警信息分析。監(jiān)視一個(gè)月之內(nèi)10#汽輪機(jī)的關(guān)鍵參數(shù)情況，主要報(bào)警為10#汽輪機(jī)前軸（位號(hào)為：AIN_A4：GE3204）振動(dòng)異常，產(chǎn)生6084次高報(bào)，占比47.1%，參數(shù)超過160um，該報(bào)警等級(jí)較高，需要立刻關(guān)注并處理。

（3）PI系統(tǒng)介入分析。調(diào)取10#汽輪機(jī)前軸Tag點(diǎn)AIN_A4：GE3204近一個(gè)月的參數(shù)情況進(jìn)行分析，近半個(gè)月趨勢(shì)如圖4：

通過趨勢(shì)發(fā)現(xiàn)該測(cè)點(diǎn)AIN_A4：GE3204前軸振異常，非持續(xù)性的超過正常范圍，而是間斷性的超限，可初步判斷測(cè)點(diǎn)AIN_A4：GE3204的儀表有故障，計(jì)劃在下次10#汽輪機(jī)大修對(duì)該測(cè)點(diǎn)進(jìn)行更換。

3設(shè)備異常狀態(tài)監(jiān)控平臺(tái)技術(shù)特點(diǎn)及展望

（1）應(yīng)用數(shù)據(jù)庫接口技術(shù)，實(shí)時(shí)獲取PSS系統(tǒng)中的報(bào)警數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)PSS系統(tǒng)與PI系統(tǒng)無縫數(shù)據(jù)對(duì)接。

（2）運(yùn)用EXCEL的VBA、函數(shù)方法、數(shù)據(jù)透視表等工具，通過編程、公式運(yùn)用、圖表設(shè)計(jì)等手段，多樣化展示設(shè)備異常狀態(tài)報(bào)警情況。

（3）通過獲取PSS系統(tǒng)中報(bào)警的時(shí)間點(diǎn)，優(yōu)化了針對(duì)每個(gè)報(bào)警位號(hào)的累計(jì)報(bào)警時(shí)間的統(tǒng)計(jì)處理邏輯。

（4）未來深化應(yīng)用展望，可借助RFC或WEBSERVICE技術(shù)手段與SAP系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)接，通過PSS系統(tǒng)中設(shè)備報(bào)警信息、PI系統(tǒng)中設(shè)備實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)、SAP系統(tǒng)中設(shè)備維護(hù)跟蹤等信息綜合分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的全生命周期管理。

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