長輸油氣管道企業區域化改革中壓縮機自動化專業維護探討

盧阿雷 劉麗艷 黃東魁

摘? 要：自動化系統在長輸管道的應用，提高了長輸管道的運營效率及生產管理的安全性，可靠性。文章根據油氣管道輸送企業區域化改革對自動化專業的要求，從維護現狀，維護內容進行分析，探討如何提升壓縮機組自動化專業維護水平，從而為壓縮機的安全平穩運行提供支持。

關鍵詞：長輸管道;自控系統;維護

中圖分類號：TE973.8 文獻標志碼：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在新形勢下提出了區域化管理模式，其核心在于對輸油氣站場的工作進行優化，改變原“運檢分離”的生產管理模式，實現“集中監視、集中巡檢、集中維修”的區域化管理模式。但目前油氣管道輸送企業員工對壓縮機自動化專業維護能力不足，故障處理經驗欠缺。因此，壓縮機組自動化專業需要維護的內容以及提升能力方式成為油氣輸送企業亟需解決的問題。

1 壓縮機自動化控制系統概述

壓縮機控制單元是一個完整獨立的控制系統，它可以獨立、連續地控制、監視和保護壓縮機機組和相關的輔助系統。壓縮機機組的啟?？刂坪虴SD操作，也可以由站控系統或調度控制中心進行遠程的控制、操作和運行。

2 壓縮機自動化專業現狀分析

對于大多數天然氣管道輸送企業一般輸氣站和未投產壓氣站自動化維護的工作，從投產建設就由代維隊伍進行，大部分員工對SCADA系統架構和壓縮機控制系統認識模糊，導致出現緊急突發事件無法進行正確應對。管理層面的人員對自動化專業內容了解不深入，自動化管理水平低，出現故障或緊急事件時無法及時準確做出決策，規避安全風險。

對于已投產運行多年的壓氣站，自動化專業維護現也處于基本操作階段，比如上位機對參數的監控、設備的操作、啟停機流程的操作，現場變送器的投運與停運，UCP機柜的送電，機柜接線的梳理等。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只局限于看數據，其他組態，診斷等知識匱乏。

3 壓縮機自動化專業操作及維護內容（GE機組）

壓縮機維護內容可以劃分為日常檢查、預防性維護和故障維護。

3.1 日常檢查

日常檢查內容包括UCP機柜內PLC（本特利、黑馬、控制PLC）、保險、浪涌等硬件檢查，現場變送器和執行器數據，上位機報警信息檢查等。

3.2 預防性維護

預防維護是對設備有計劃地進行主動性維護，保證系統及元件運行穩定可靠，運行環境良好及時檢測更換元器件，消除隱患。每年應利用春檢進行一次預防性的維護，以掌握系統運行狀態，消除故障隱患。

內容包括：（1）系統冗余測試： 對冗余電源、服務器、控制器、通訊網絡進行冗余測試。（2）計算機內部、控制室機柜、電源箱等部件的灰塵清理。（3）接地系統測試。包括端子檢查、對地電阻測試。（4）儀表檢定和校驗?？筛鶕x表檢定規程，對就地表和二次表進行校驗和校驗，根據校驗結果判斷儀表是否可用。（5）系統備份，包括編程軟件，程序備份。（6）參考春檢測試內容，可進行程序邏輯測試。

3.3 故障性維護

自動化系統的工作過程大致為：現場儀表采集數據，經安全柵（繼電器）將信號傳遞到PLC，再通過網絡接口連接將數據傳遞給計算機;計算機對數據進行分析處理（部分數據由PLC處理），再經PLC實現對現場設備的監視與控制。

自動化專業故障出現的問題按照系統組成可以劃分為現場儀表的故障、PLC系統（包括柜內元器件）的故障，通信系統的故障，上位機的故障。自動化故障維修工作是一項技術性較強的工作，應由專業人員來進行。進行故障分析時，首先應弄懂其工作原理，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，盲目調整及更換部件，造成事態擴大，以至報廢整臺儀表及設備。

因此自動化專業人員排除故障所需技能如下：

（1）準確判斷故障發生位置。PLC系統和現場設備、儀表、電氣等測量、控制信號相連，由于現場節點信號眾多相連，因此出現故障信號后如何判斷其發生位置非常重要，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，強制輸出值來達到故障排除的要求。（3）熟悉線路排查。根據實際運行經驗判斷，多數故障都是由于接線的問題引起的。線路排查的時候要求對接線圖爛熟于胸，通過查找圖紙號進行查線。找到需要查尋的回路后，還要對回路進行分段測試，信號傳輸是否正常。如果線路正常，則考慮元器件的問題。（4）掌握上位機組態。組態包括通信配置、信號類型、信號地址和人機界面編輯等。部分問題是上位機的組態導致的，需要查詢上位機組態信息是否正確，才能做出正確判斷。（5）熟悉儀表接線及內部結構原理。在儀表出線故障時，導致信號傳輸錯誤，這時需要使用測量儀表查看輸出電流與數值是否對應。（6）掌握通信系統的維護。熟練登陸通信系統硬件（交換機、路由器）查看配置信息，并對信息進行備份，避免出線故障時數據丟失時重新導入。（7）會更換控制系統硬件。根據以往積累的維護經驗，控制系統硬件中容易出現的問題比較多的有保險熔斷，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，更換時首先考慮安全措施，斷電后進行更換，更換過后的元器件必須與之前設計參數一致。

4 如何提升自動化專業維護水平

4.1 完善基礎資料管理

基礎資料包括廠家設計圖紙，維護手冊，調試手冊，表格，驗收標準等文件，這些基礎資料是自動化維護的基礎，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 重視調試和故障處理時學習

在壓縮機調試過程當中主要涉及到邏輯測試、儀表校驗，此內容可參考壓縮機調試手冊。此外在調試期間積累故障處理的方法，并記錄解決方法和數據參數，以便查閱。

4.3 加強專業培訓及考核制度

與廠家建立良好的溝通機制，邀請廠家進行現場培訓，利用好廠家技術支持資源。建議把廠家專業培訓納入公司培訓計劃當中，并對培訓效果進行考核，納入績效考核，激發員工努力學習的積極性。

4.4 完善自動化人才培養制度

油氣輸送企業近些年注重新員工引進質量，大部分為高學歷、專業對口的碩博生，可以發揮好資源優勢，選拔一批基礎好，進步快的員工，短時間內培養成為企業技術人才，作為公司內訓師，帶動提高全員自動化專業維護能力。

4.5 建立故障數據庫，充分利用大數據優勢

壓縮機組控制系統設備數據采集、輸出控制設備繁雜，自動化系統的管理可通過建立故障處理數據庫進行統計，充分利用大數據、云數據理論，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，也為培訓專業人才提供了良好的教材。

4.6 在故障數據庫的基礎上建立故障診斷系統

在建立龐大的故障數據庫后，我們可以將一類故障的多種解決方法進行分類，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系為是或否，如用數字表可為1或0表示，如果要將故障樹流程圖保存在數據庫中，每個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系。這樣，每個故障流程圖都可以建立成一個數據表，而不同的數據表可以用不同的0或1代碼來表示表名。比如液位計故障數據表名可以使用001來表示，而“按照實際液位進行測量標定修正”就可以用0010000來表示，001代表液位計故障，0000代表故障診斷流程圖中第四個節點，而且邏輯關系為“否”“否”“否”“否”。

數據庫建立之后，需要開發相應的人機界面進行故障診斷，應該使用多種方式進行推理診斷：可以進行用戶輸入已知的推理診斷信息;根據各流程圖進行逐步的推理診斷;根據各流程圖列表進行推理診斷。

5 結束語

隨著國內管道工程建設的高速發展，如何進行新形勢下的長輸管道運行管理成為急需解決的問題，壓縮機控制系統作為管道運行管理的重要組成部分，為保證管道安全、平穩、高效地運行，必須要一支專業化的自動化隊伍對其進行維護，以保障國家能源通道的平穩，暢通。

參考文獻：

[1]宋爽，李小睿，王永強，等.長輸管道自控系統維護管理方法探索[J].儀器儀表用戶，2013，20（01）：17-19.

[2]董春紅，石中鎖.天然氣輸氣站站控SCADA系統[J].天然氣工業，2005（02）：149-151+218-219.

[3]徐世彬，王巨巖，龐銳.工業現場DCS系統維護技術[J].甘肅科技，2009，25（09）：15-16.

[4]劉勇，胡柏青.基于故障樹的導航裝備故障診斷專家系統研究[J].海軍工程大學學報，2002（01）：41-44.