石油設備電氣系統(tǒng)及核心技術探討

任強

摘 要：分析石油設備電氣系統(tǒng)架構(gòu)及系統(tǒng)完善措施，解讀電氣系統(tǒng)核心模塊及基礎功能。根據(jù)石油設備電氣系統(tǒng)運行特征，梳理其核心技術，以故障診斷為側(cè)重點，闡述以故障診斷為基礎的數(shù)據(jù)庫設計原理、方法及實施流程，旨在確保石油設備電氣系統(tǒng)運行穩(wěn)定，依托實時監(jiān)測、智能分析等手段對生產(chǎn)流程全天候監(jiān)管，為故障診斷與維修提供有力支持。

關鍵詞：石油設備;電氣系統(tǒng);故障診斷

立足信息化背景，各行業(yè)均朝向智能化、信息化、自動化發(fā)展，大大釋放人力資本，降低生產(chǎn)與運行成本，同時提高設備運行效率，有助提高企業(yè)經(jīng)濟效益。基于此，石油化工企業(yè)面臨重大變革，石油設備電氣系統(tǒng)面向智能化發(fā)展，有助提升系統(tǒng)運行穩(wěn)定性及運行效率。技術革新有利必有弊，電氣系統(tǒng)雖然為石油開采帶來諸多便利，但系統(tǒng)的高負載、協(xié)同運行、大涉面等特征，要求電氣系統(tǒng)始終保持正常運轉(zhuǎn)狀態(tài)，一旦發(fā)生故障易產(chǎn)生連帶效應，導致石油生產(chǎn)陷入癱瘓，將造成無法挽回的經(jīng)濟損失。所以，石油設備電氣系統(tǒng)應融入有效的檢測手段，將故障率降到最低，一方面節(jié)約維護成本，另一方面避免系統(tǒng)癱瘓對企業(yè)造成的經(jīng)濟損失。

1 石油設備電氣系統(tǒng)架構(gòu)與完善

1.1 石油設備電氣系統(tǒng)架構(gòu)

石油設備電氣系統(tǒng)設有專門人機接口，其作用是實現(xiàn)故障診斷系統(tǒng)與操作者的互聯(lián)，當故障診斷系統(tǒng)發(fā)出預警后，可將信號傳送到操作者，操作者收到故障反饋后第一時間采取相應處置措施，可最大限度降低石油設備故障帶來的經(jīng)濟損失。電氣系統(tǒng)的穩(wěn)定運轉(zhuǎn)需依托數(shù)據(jù)信息的支持，以此保證分析系統(tǒng)可對故障信息進行有效分析。系統(tǒng)發(fā)出異常響應后，智能分析系統(tǒng)可確定故障位置，確保石油生產(chǎn)穩(wěn)定開展。電氣系統(tǒng)信息處理能力決定著石油設備故障診斷系統(tǒng)的識別能力，因此電氣系統(tǒng)需具備承載多類故障成因分析功能，不斷優(yōu)化電氣系統(tǒng)。

1.2 石油設備電氣系統(tǒng)的完善

1.2.1 系統(tǒng)的新建

采用單母分段式設計電氣系統(tǒng)，特殊位置添加安全應急保護電源。結(jié)合石油生產(chǎn)工藝，合理選配兩路電源，同時確保不同系統(tǒng)編號的差異性。

1.2.2 定期對電氣系統(tǒng)進行維護

長時間運行的電氣系統(tǒng)或石油設備，由于系統(tǒng)老化或設備過于落后，將影響石油生產(chǎn)效率。對此，應對石油設備電氣系統(tǒng)進行優(yōu)化，對落后的系統(tǒng)及設備進行升級改造，結(jié)合運行環(huán)境，應在配電線路鋪設方式上進行完善，依照規(guī)范合理布置，保證電纜橋架蓋板完好。

1.2.3 加強巡查與排查工作

巡查排查工作是確保石油設備電氣系統(tǒng)穩(wěn)定運行的基礎，可提高石油生產(chǎn)效率。企業(yè)需派遣設備維修人員，對石油設備定期維護，可利用先進的科學手段對石油設備進行實時監(jiān)測，實現(xiàn)遠程操控。對外線設備巡查時，配電室需具備防雨、防火、防高溫等功能，可對溫度進行及時檢測，一旦發(fā)現(xiàn)問題及時解決。

2 石油設備電氣系統(tǒng)核心技術分析

2.1 可編程邏輯控制器

可編程邏輯控制器主要支持繼電器控制系統(tǒng)的運行。可編程控制器可豐富繼電保護系統(tǒng)的功能，如時間計算、故障甄別、信號篩選等。如果沒有可編程邏輯控制器，繼電器控制系統(tǒng)將無法正常運轉(zhuǎn)。從人體視角分析，可編程邏輯控制器相當于控制系統(tǒng)的大腦，負責操控下屬系統(tǒng)運行，并實現(xiàn)各類功能。可編程控制器與常規(guī)計算存在一定區(qū)別，相比計算機，可編程邏輯控制器加強連接功能，其數(shù)據(jù)輸入輸出端口始終與整體系統(tǒng)保持高度關聯(lián)，可實現(xiàn)語言與控制系統(tǒng)的融貫。可編程邏輯控制器主要包括微型中央處理器、數(shù)據(jù)傳輸裝置，同時涉及電力供應模塊與可編程模塊，聯(lián)合外部設備聯(lián)通系統(tǒng)各類功能區(qū)。

2.2 數(shù)據(jù)庫

數(shù)據(jù)庫是石油設備電氣系統(tǒng)的數(shù)據(jù)儲存層，主要功能對整個系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進行管理與控制，通過優(yōu)化信息篩錄功能，將信息整合、分類與處理。數(shù)據(jù)庫技術作為電氣系統(tǒng)的重要組成部分，承載著系統(tǒng)監(jiān)管、信息處理與調(diào)用的作用，其功能可細分為：對電氣系統(tǒng)運行中各項數(shù)據(jù)集中管理，可將各類數(shù)據(jù)自主分類，如將故障數(shù)據(jù)分類處理，操作人員可隨時調(diào)用與查看故障數(shù)據(jù)，方便安排維修時間及方法;借助數(shù)據(jù)庫管理和挖掘功能可持續(xù)優(yōu)化系統(tǒng)數(shù)據(jù)管理模式，結(jié)合智能學習可實現(xiàn)最高效的數(shù)據(jù)管理，依托研究與分析最后找尋最為有用的信息;石油設備電氣系統(tǒng)故障率偏高，數(shù)據(jù)庫可對故障數(shù)據(jù)進行集中管理，將診斷過程、故障類型、間隔時間等信息統(tǒng)計在終端設備中。系統(tǒng)運行時，將遠端電氣系統(tǒng)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)庫，將此類信息作為參量，將數(shù)據(jù)與診斷服務臺自帶的典型數(shù)據(jù)比對分析，得出故障結(jié)果并將信息反饋到平臺層，為操作者維修提供一手資料。

2.3 故障診斷

故障診斷是數(shù)據(jù)庫的重要組成部分，既關乎數(shù)據(jù)庫的綜合功能，又關乎石油設備電氣系統(tǒng)的運行是否穩(wěn)定，診斷的準確性與數(shù)據(jù)庫參數(shù)處理能力密不可分。所以，應加大數(shù)據(jù)庫設計重視程度。常規(guī)來講，數(shù)據(jù)庫的故障診斷應遵循電氣系統(tǒng)設計的基本原則，以科學、穩(wěn)定、實用為基礎，提高數(shù)據(jù)庫異常反應能力。借助數(shù)據(jù)庫對數(shù)據(jù)的快速分析處理功能，在極短時間內(nèi)找出異常，并自動搜尋最佳解決措施。在不斷優(yōu)化電氣系統(tǒng)的基礎上，其故障率得以有效控制，同時算出最優(yōu)解。數(shù)據(jù)庫故障診斷模塊設計應保證數(shù)據(jù)信息高度一致，不可出現(xiàn)缺漏問題，同時設計符合規(guī)定。常規(guī)來講，其設計包括用戶基本信息、神經(jīng)網(wǎng)絡架構(gòu)、數(shù)據(jù)表格、診斷表格等，設計人員應理解各類信息的內(nèi)在關聯(lián)，提高系統(tǒng)的適應性。設計過程中應重點考慮安全問題，可添加認證模塊，設定數(shù)據(jù)庫訪問權(quán)限，按照企業(yè)管理階層分配訪問權(quán)限，并對訪問信息進行登記，嚴禁閑雜人員篡改數(shù)據(jù)庫信息。

結(jié)束語：

石油設備電氣系統(tǒng)故障診斷的核心是對故障類別與形式進行有效甄別，結(jié)合智能算法與神經(jīng)網(wǎng)絡反饋有效的故障信息與維修對策，如此才能保證石油化工企業(yè)有效應對設備異常。研究石油設備電氣系統(tǒng)可降低控制器系統(tǒng)故障率，提高石油化工企業(yè)經(jīng)濟效益，降低運營及維護成本，有助提升企業(yè)核心競爭力，促進企業(yè)穩(wěn)定發(fā)展。

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