搬遷項目機組狀態(tài)監(jiān)測及診斷系統(tǒng)完善案例

離心機組狀態(tài)監(jiān)測及完善方案分享——機組狀態(tài)監(jiān)測及診斷系統(tǒng)完善項目共涉及到36套大型機組，其中離心機組共23套。本案例主要是針對離心機組的完善方案，分別以8個區(qū)域機柜間涉及的機組分別進行了詳細完善方案說明，方案涉及到整個監(jiān)測及診斷構(gòu)架。為了使整個系統(tǒng)符合要求，本方案對機組現(xiàn)場探頭、前置器進行了部分更換BN3500框架系統(tǒng)卡件及網(wǎng)絡(luò)配置進行了增補，整個系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進行詳細配置及說明。通過此次方案進行完善后，本項目離心機組狀態(tài)監(jiān)測及診斷系統(tǒng)才能完全滿足中石化總部的相關(guān)規(guī)定要求。大型石化企業(yè)通常有較多的大型機組，其中很多機組可能是關(guān)鍵機組，機組故障跳停就很可能引起整套或多套生產(chǎn)裝置跳車，進而會造成嚴重經(jīng)濟損失，所以需對大型機組進行狀態(tài)監(jiān)測。中國石油化工股份有限公司巴陵分公司己內(nèi)酰胺產(chǎn)業(yè)鏈搬遷與升級轉(zhuǎn)型發(fā)展項目（以下簡稱“搬遷項目”）離心機組共23套，其中A類機組16套、B類機組5套、C類機組2套，分別分布動力、合成氨、空分、空壓站、雙氧水裝置A/B線、硫化氫制酸、硫磺制酸、氧化環(huán)己酮裝置以及酯化環(huán)己酮裝置A/B線等11套裝置，所涉及的機柜間有一、三、五、六、七、八及動力南、北等機柜間。所有機組都配置了一定的振動/位移檢測點，部分機組同時配置了本特利3500狀態(tài)監(jiān)測框架系統(tǒng)和CCS機組控制系統(tǒng)及相關(guān)超速保護系統(tǒng)，部分機組只配置了監(jiān)測點，監(jiān)測點數(shù)據(jù)以4~20mA信號直接引入到相應(yīng)區(qū)域的DCS系統(tǒng)中進行監(jiān)測。所有機組都未配置分析診斷系統(tǒng)。為了滿足中石化相關(guān)文件要求，本次對所有機組狀態(tài)監(jiān)測及診斷系統(tǒng)進行了完善，為了盡量節(jié)省項目投資，對所有離心機組采用的是對本特利的3500框架及System1系統(tǒng)進行擴容及升級改造的方案。其中利用部分機組已配帶的3500框架，另增補部分3500框架，部分是在同機柜間的框架上增補相應(yīng)卡件，部分3500框架利舊原城區(qū)設(shè)備。機組分析診斷系統(tǒng)是在舊城區(qū)原有的本特利System1系統(tǒng)上進行升級。System1系統(tǒng)通過對離心機組運行數(shù)據(jù)對比分析可實現(xiàn)運行狀態(tài)的準(zhǔn)確可靠分析，以準(zhǔn)確的診斷為依據(jù)合理安排生產(chǎn)和檢修計劃，真正做到預(yù)防性維修。離心機組狀態(tài)監(jiān)測及診斷系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)配置結(jié)構(gòu)及特點以機柜間管轄區(qū)域為單位，每個機柜間放置設(shè)備健康在線監(jiān)測與分析系統(tǒng)專用且具備防火墻功能的光電交換機一臺，將本機柜間所有3500框架系統(tǒng)的數(shù)據(jù)以超五類以上網(wǎng)線形式連接至設(shè)備健康在線監(jiān)測與分析系統(tǒng)服務(wù)器后，進行數(shù)據(jù)采集、存儲、監(jiān)控和分析?？稍谡麄€網(wǎng)絡(luò)任何一處添加客戶端，方便維護人員進行數(shù)據(jù)查看。所有振動、位移測點觸發(fā)的邏輯聯(lián)鎖都在3500框架系統(tǒng)內(nèi)完成后輸出干接點信號給相應(yīng)機組控制的CCS、DCS、SIS和PLC系統(tǒng)實現(xiàn)聯(lián)鎖停機保護。所有振動、位移測點數(shù)據(jù)可通過MODBUS-RTU通訊方式傳送至相應(yīng)的CCS、DCS系統(tǒng)實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)監(jiān)控。設(shè)備健康在線監(jiān)測與分析系統(tǒng)與外部遠程監(jiān)控或其他管理系統(tǒng)可通過OPC或TCP/IP來實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳送（過防火墻），從而達到對遠程機組實現(xiàn)遠程監(jiān)控、診斷及管理的目標(biāo)。整個網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖1所示。具體的改造升級方案由于離心機組涉及的生產(chǎn)裝置較多，不同的裝置控制系統(tǒng)集中安裝在不同的機柜間，所以對于不同的機柜間內(nèi)的狀態(tài)監(jiān)測及診斷系統(tǒng)原機組的配置都有不同。根據(jù)原機組的配置情況，結(jié)合中石化總部的具體規(guī)定要求進行相應(yīng)的擴容、升級改造，具體方案按機柜間所管區(qū)域進行配置。01一機柜間區(qū)域機組一機柜間區(qū)域共有2臺離心機組K-1143-001和K-1141-001,此2臺離心機組已配備BN3500系統(tǒng)和相應(yīng)安全柵，滿足中石化相關(guān)文件要求，同時也滿足接入在線監(jiān)測診斷系統(tǒng)System1的要求，但需在K-1140-001機柜中新增加1個2光4電以上接口的且?guī)Х阑饓δ艿慕粨Q機和相應(yīng)開關(guān)電源方能把BN3500系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳送至System1系統(tǒng)進行分析診斷。具體配置方案是將K-1143-001和K-1140-001的BN3500框架數(shù)據(jù)通過RJ45網(wǎng)線連接至K-1141-001機柜中的交換機上，交換機的輸出信號轉(zhuǎn)換成光信號后，通過光纖傳送至中心控制室的System1系統(tǒng)。K-1143-001、K-1141-001監(jiān)測系統(tǒng)框架目前具體配置圖2所示。02三機柜間區(qū)域機組三機柜間共有7臺離心設(shè)備，2臺A類設(shè)備C1161/C1261/X1971和C1761；5臺B類設(shè)備X3471/C3420、X3871/G3881、K-1112-101、K-1112-102和K-1112-103。其中位號為C1161/C1261/X1971的空氣壓縮機組已配置BN3500框架系統(tǒng)和相應(yīng)的CCS系統(tǒng)，振動、位移監(jiān)測點數(shù)和監(jiān)測系統(tǒng)滿足中石化相關(guān)文件要求，相應(yīng)數(shù)據(jù)可通過通信方式引入至中心控制室的System1系統(tǒng)。其他機組根據(jù)總部相關(guān)文件要求，需對機組現(xiàn)場測點配置情況進行清查，根據(jù)清查結(jié)果需對現(xiàn)場測點和狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)框架進行部分改型或增補配置。具體實施方案如下。位號為C1761的氮氣壓縮機組需將X-Y相原配置的2個振動和Z相3個位移探頭前置器型號為990-05-50-01-00更改為330980-50-CN，探頭不需更換，經(jīng)更換后方能滿足狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)所需信號類型要求，因機組為三級壓縮，根據(jù)中石化《煉化企業(yè)大型機組運行管理指南》的文件要求，需另增加4組振動測點。位號為X3471/C3420的氣體膨脹機需將2組軸振動探頭配套的前置器型號990-04-XX-01-05MOD165335-01更換為330180-91-CN，探頭和延伸電纜不需更換，需將1組鍵相探頭配套的前置器型號由990-04-XX-01-05MOD165335-01更換為330180-91-CN，探頭和延伸電纜不需更換，按此要求更換后方能滿足狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)所需信號類型要求。另需新增加一組軸振動測點方能滿足三取二機組聯(lián)鎖保護要求。位號為X3871/G3881的液體膨脹機根據(jù)相關(guān)文件要求，需將2組軸振動測點的2個前置器由990-04-XX-01-05MOD165335-01更換為330180-91-CN，探頭和延伸電纜不變。需將1組鍵相的1個前置器由型號為990-04-XX-01-05MOD165335-01更換為330180-91-CN，探頭和延伸電纜不變。另需新增加一組軸振動測點方能滿足三取二機組聯(lián)鎖保護要求。位號為K-1112-101、K-1112-102和K-1112-103的3臺空氣壓縮機，根據(jù)相關(guān)文件要求，需將每臺設(shè)備上3路軸振動型號為990-05-50-01-00的變送器更換為型號330980-50-CN的前置器，方能滿足監(jiān)測系統(tǒng)信號類型要求，探頭和延伸電纜不變。每臺設(shè)備3個軸振動測點滿足三取二機組聯(lián)鎖保護要求。狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)框架配置方案：新增加1個2100×800×800機柜，新增1個BN3500框架接入C1761、X3471/C3420、X3871/G3881、K-1112-101、K-1112-102和K-1112-103這6臺設(shè)備信號，具體配置如圖3、圖4、圖5所示。另增加24個安全柵、1個4光2電交換機及開關(guān)電源方能滿足整個系統(tǒng)配置要求。C1161/C1261/X1971監(jiān)測系統(tǒng)框架（下框架）具體配置，如圖4所示。03五機柜間區(qū)域機組五機柜間共有2臺A類離心機組K-1510-401和K-1520-401。2臺離心機機組狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)共用1個機柜中的1套BN3500系統(tǒng)，根據(jù)目前機組配置情況，滿足中石化相關(guān)文件要求，同時也滿足接入在線監(jiān)測診斷系統(tǒng)System1的要求。為了保證監(jiān)測系統(tǒng)能引入中心控制室的System1系統(tǒng)，在機柜中需增加1個2光4電以上接口的帶防火墻功能交換機和開關(guān)電源。BN3500數(shù)據(jù)通過RJ45網(wǎng)線連接至機柜中新增的交換機上再轉(zhuǎn)換成光纖將五機柜間所有離心機組狀態(tài)監(jiān)測信號遠傳至System1服務(wù)器。K-1510-401和K-1520-401監(jiān)測系統(tǒng)框架具體配置，如圖6所示。04六機柜間區(qū)域機組六機柜間有K-1310-101、K-1320-101、K-1310-201和K-1320-201共4臺A類離心機設(shè)備，目前都配備了BN3500框架系統(tǒng)，滿足在線監(jiān)測和診斷分析系統(tǒng)System1的接入要求。為了保證所有監(jiān)測信號能引入System1系統(tǒng)，在K-1310-101機柜中需增加1個開關(guān)電源和1個8光2電以上帶防火墻功能交換機。將K-1310-101、K-1320-101、K-1310-201和K-1320-201的BN3500框架通過RJ45網(wǎng)線連接至機柜中新增的交換機上再轉(zhuǎn)換成光纖信號后傳送中心控制室的System1系統(tǒng)。K-1310-101、K-1320-101、K-1310-201和K-1320-201監(jiān)測系統(tǒng)框架具體配置，如圖7所示。05七機柜間區(qū)域機組七機柜間一共有3臺離心機組，其中K-1210-201為A類設(shè)備，K-1220-301A和K-1220-301B為B類設(shè)備。A類設(shè)備K-1210-201已配BN3500系統(tǒng)，滿足中石化相關(guān)文件要求，同時也滿足接入在線監(jiān)測診斷系統(tǒng)System1的要求。K-1220-301A/B為C類設(shè)備，根據(jù)相關(guān)文件要求及目前的配置情況，需更改部分配置方案，具體實施方案如下。將原每臺機組的4組軸振動探頭由一體式型號為JK7000-AO-09-19更換為分體式330103-06-25-10-01-CN（探頭），330130-080-12-05（延長電纜），330180-91-CN（前置器）。將每臺機組的1組位移探頭由一體式型號為JK77006-90-60-01更換為分體式330130-00-15-10-01-CN（探頭），330130-080-12-05（延長電纜），330180-91-CN（前置器）。在K-1210-201的3500框架中增加4塊4通道監(jiān)視器模塊，型號為3500/40-01-00，1塊16通道繼電器模塊，型號為3500/33-01-00和1塊通信模塊型號為3500/92-02-01-00，然后將K-1220-301A和K-1220-301B信號接入K-1210-201的3500框架新增卡件上。在機柜中還需增加10個安全柵，1個光電交換機和開關(guān)電源。將K-1210-201的3500框架通過RJ45網(wǎng)線連接至機柜中新增交換機上再轉(zhuǎn)換成光纖信號，通過光纖將此機柜中的BN3500框架系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測信號傳送至System1系統(tǒng)。K-1210-201、K-1220-301A/B監(jiān)測系統(tǒng)框架具體配置，如圖8所示。06八機柜間區(qū)域機組八機柜間共有2臺A類利舊離心機組是K5403和K5405。此2臺機組狀態(tài)監(jiān)測框架利舊原K6601的BN3500框架，原K6601的BN3500配置為19寸框架14槽位框架系統(tǒng)，其中框架接口模塊（3500/22)1塊、2通道鍵相模塊（3500/25）2塊、4通道檢測器模塊（3500/42）9塊、16繼電器模塊（3500/33）1塊、通信模塊（3500/92）1塊。K5403共有8個軸振動測點，1個軸位移測點，根據(jù)相關(guān)文件要求需再增加1個軸位移測點、1個鍵相測點。K5405有6個軸振動測點，需再增加2個軸位移測點，1個鍵相測點。原K6601的BN3500配置滿足K5403和K5405的所需測點點位。為了將BN3500框架的信號送至System1系統(tǒng)，需增加1個光電交換機及相配套的20個安全柵及2塊開關(guān)電源。3500框架通過RJ45網(wǎng)線連接至機柜中新增的交換機上再轉(zhuǎn)換成光纖信號遠傳至System1系統(tǒng)。舊設(shè)備K5403和K5405原配軒的探頭由于輸出的是4-20mADC信號，需全部更換為跟BN3500系統(tǒng)信號類型配套的探頭，其中配套更換相應(yīng)的延伸電纜和前置器，同時配置相應(yīng)安全柵。K5403、K5405監(jiān)測系統(tǒng)框架具體配置，如圖9所示。07南、北機柜間區(qū)域機組該機柜間區(qū)域有1#、2#、3#共3臺汽輪機。其中1#汽輪機組引入南機柜間，2#、3#汽輪機組引入冷縮