长输油气管道企业区域化改革中压缩机自动化专业维护探讨

卢阿雷 刘丽艳 黄东魁

摘  要：自动化系统在长输管道的应用，提高了长输管道的运营效率及生产管理的安全性，可靠性。文章根据油气管道输送企业区域化改革对自动化专业的要求，从维护现状，维护内容进行分析，探讨如何提升压缩机组自动化专业维护水平，从而为压缩机的安全平稳运行提供支持。

关键词：长输管道;自控系统;维护

中图分类号：TE973.8 文献标志码：A 文章编号：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

石油天然气管道输送企业在新形势下提出了区域化管理模式，其核心在于对输油气站场的工作进行优化，改变原“运检分离”的生产管理模式，实现“集中监视、集中巡检、集中维修”的区域化管理模式。但目前油气管道输送企业员工对压缩机自动化专业维护能力不足，故障处理经验欠缺。因此，压缩机组自动化专业需要维护的内容以及提升能力方式成为油气输送企业亟需解决的问题。

1 压缩机自动化控制系统概述

压缩机控制单元是一个完整独立的控制系统，它可以独立、连续地控制、监视和保护压缩机机组和相关的辅助系统。压缩机机组的启停控制和ESD操作，也可以由站控系统或调度控制中心进行远程的控制、操作和运行。

2 压缩机自动化专业现状分析

对于大多数天然气管道输送企业一般输气站和未投产压气站自动化维护的工作，从投产建设就由代维队伍进行，大部分员工对SCADA系统架构和压缩机控制系统认识模糊，导致出现紧急突发事件无法进行正确应对。管理层面的人员对自动化专业内容了解不深入，自动化管理水平低，出现故障或紧急事件时无法及时准确做出决策，规避安全风险。

对于已投产运行多年的压气站，自动化专业维护现也处于基本操作阶段，比如上位机对参数的监控、设备的操作、启停机流程的操作，现场变送器的投运与停运，UCP机柜的送电，机柜接线的梳理等。对于Proficy Machine Edition软件的使用和编程等操作存在困难，大部分人员无法将编程软件和PLC相连进行程序编译，读懂程序查找问题存在困难。对于本特利检测系统只局限于看数据，其他组态，诊断等知识匮乏。

3 压缩机自动化专业操作及维护内容（GE机组）

压缩机维护内容可以划分为日常检查、预防性维护和故障维护。

3.1 日常检查

日常检查内容包括UCP机柜内PLC（本特利、黑马、控制PLC）、保险、浪涌等硬件检查，现场变送器和执行器数据，上位机报警信息检查等。

3.2 预防性维护

预防维护是对设备有计划地进行主动性维护，保证系统及元件运行稳定可靠，运行环境良好及时检测更换元器件，消除隐患。每年应利用春检进行一次预防性的维护，以掌握系统运行状态，消除故障隐患。

内容包括：（1）系统冗余测试： 对冗余电源、服务器、控制器、通讯网络进行冗余测试。（2）计算机内部、控制室机柜、电源箱等部件的灰尘清理。（3）接地系统测试。包括端子检查、对地电阻测试。（4）仪表检定和校验。可根据仪表检定规程，对就地表和二次表进行校验和校验，根据校验结果判断仪表是否可用。（5）系统备份，包括编程软件，程序备份。（6）参考春检测试内容，可进行程序逻辑测试。

3.3 故障性维护

自动化系统的工作过程大致为：现场仪表采集数据，经安全栅（继电器）将信号传递到PLC，再通过网络接口连接将数据传递给计算机;计算机对数据进行分析处理（部分数据由PLC处理），再经PLC实现对现场设备的监视与控制。

自动化专业故障出现的问题按照系统组成可以划分为现场仪表的故障、PLC系统（包括柜内元器件）的故障，通信系统的故障，上位机的故障。自动化故障维修工作是一项技术性较强的工作，应由专业人员来进行。进行故障分析时，首先应弄懂其工作原理，看懂仪表电路图，分析故障原因，确定故障部位后再做处理。切忌没搞清问题所在，又没看或没看懂图纸，盲目调整及更换部件，造成事态扩大，以至报废整台仪表及设备。

因此自动化专业人员排除故障所需技能如下：

（1）準确判断故障发生位置。PLC系统和现场设备、仪表、电气等测量、控制信号相连，由于现场节点信号众多相连，因此出现故障信号后如何判断其发生位置非常重要，一般需要查看该信号在软件和硬件接口功能模块的值，从而判断故障点在软件还是在硬件上，若是在硬件上，可持万用表在卡件端子柜上测量判断。（2）学会编程软件的使用。如果是控制器软件的问题，有可能为程序的逻辑问题。需要进行编程软件打开，编程软件和PLC连接，看懂PLC程序来分析问题根本所在，还要掌握在线修改程序，强制输出值来达到故障排除的要求。（3）熟悉线路排查。根据实际运行经验判断，多数故障都是由于接线的问题引起的。线路排查的时候要求对接线图烂熟于胸，通过查找图纸号进行查线。找到需要查寻的回路后，还要对回路进行分段测试，信号传输是否正常。如果线路正常，则考虑元器件的问题。（4）掌握上位机组态。组态包括通信配置、信号类型、信号地址和人机界面编辑等。部分问题是上位机的组态导致的，需要查询上位机组态信息是否正确，才能做出正确判断。（5）熟悉仪表接线及内部结构原理。在仪表出线故障时，导致信号传输错误，这时需要使用测量仪表查看输出电流与数值是否对应。（6）掌握通信系统的维护。熟练登陆通信系统硬件（交换机、路由器）查看配置信息，并对信息进行备份，避免出线故障时数据丢失时重新导入。（7）会更换控制系统硬件。根据以往积累的维护经验，控制系统硬件中容易出现的问题比较多的有保险熔断，电源模块损坏，控制器的I/O模块损坏，浪涌损坏，继电器插座松动、接线端子虚接等，更换时首先考虑安全措施，断电后进行更换，更换过后的元器件必须与之前设计参数一致。

4 如何提升自动化专业维护水平

4.1 完善基础资料管理

基础资料包括厂家设计图纸，维护手册，调试手册，表格，验收标准等文件，这些基础资料是自动化维护的基础，但手册大多是英文和意大利文，需要开展翻译工作，工作量较大。

4.2 重视调试和故障处理时学习

在压缩机调试过程当中主要涉及到逻辑测试、仪表校验，此内容可参考压缩机调试手册。此外在调试期间积累故障处理的方法，并记录解决方法和数据参数，以便查阅。

4.3 加强专业培训及考核制度

与厂家建立良好的沟通机制，邀请厂家进行现场培训，利用好厂家技术支持资源。建议把厂家专业培训纳入公司培训计划当中，并对培训效果进行考核，纳入绩效考核，激发员工努力学习的积极性。

4.4 完善自动化人才培养制度

油气输送企业近些年注重新员工引进质量，大部分为高学历、专业对口的硕博生，可以发挥好资源优势，选拔一批基础好，进步快的员工，短时间内培养成为企业技术人才，作为公司内训师，带动提高全员自动化专业维护能力。

4.5 建立故障数据库，充分利用大数据优势

压缩机组控制系统设备数据采集、输出控制设备繁杂，自动化系统的管理可通过建立故障处理数据库进行统计，充分利用大数据、云数据理论，分类汇总分析各类故障，为选择处理方式提供支持，高效解决问题，也为培训专业人才提供了良好的教材。

4.6 在故障數据库的基础上建立故障诊断系统

在建立庞大的故障数据库后，我们可以将一类故障的多种解决方法进行分类，建立故障诊断流程图如图1所示。

单分支故障诊断流程图层与层之间的逻辑关系为是或否，如用数字表可为1或0表示，如果要将故障树流程图保存在数据库中，每个分支解决方案都可以用0或1来代替，长度与解决问题的步骤有关系。这样，每个故障流程图都可以建立成一个数据表，而不同的数据表可以用不同的0或1代码来表示表名。比如液位计故障数据表名可以使用001来表示，而“按照实际液位进行测量标定修正”就可以用0010000来表示，001代表液位计故障，0000代表故障诊断流程图中第四个节点，而且逻辑关系为“否”“否”“否”“否”。

数据库建立之后，需要开发相应的人机界面进行故障诊断，应该使用多种方式进行推理诊断：可以进行用户输入已知的推理诊断信息;根据各流程图进行逐步的推理诊断;根据各流程图列表进行推理诊断。

5 结束语

随着国内管道工程建设的高速发展，如何进行新形势下的长输管道运行管理成为急需解决的问题，压缩机控制系统作为管道运行管理的重要组成部分，为保证管道安全、平稳、高效地运行，必须要一支专业化的自动化队伍对其进行维护，以保障国家能源通道的平稳，畅通。

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